CN101087986A - 用于松散材料栅格式冷却器的冷却空气入流的调节装置 - Google Patents

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Abstract

为了对于栅格式冷却器实现一种尤其是自动工作的冷却空气调节装置以用于冷却热的松散材料例如水泥熟料，该冷却空气调节装置简单地构成并且毫无问题地可以用于不运动的冷却栅格区域和尤其用于运动的冷却栅格区域或者运动的冷却栅格系统，按本发明建议，一个由弹性材料制成的例如圆柱形的软管密封圈(12)作为调节机构同心地夹紧在具有由固态的材料制成的包层(11)的、设置在冷却栅格下方的并且与该冷却栅格一起运动的调节器壳体内，其中在软管密封圈(12)内外的压力差这样调准，使得软管密封圈(12)可以尤其自动地从其最大的流动横截面变形至其最小的流动横截面并且在此调节从下面进入到冷却栅格内的将冷却空气流(10)的体积流。

Description

用于松散材料栅格式冷却器的冷却空气入流的调节装置
技术领域
本发明涉及一种用于在松散材料栅格式冷却器的冷却空气入流中调节流动横截面的装置，该松散材料栅格式冷却器用于冷却热的松散材料例如水泥熟料，该装置包括一个集成到冷却栅格下方的冷却空气入流中的调节器壳体，在该调节器壳体内调节机构这样运动，使得流速在调节机构范围内的提高并且与之相关地冷却空气通流量的开始的上升导致自由的流动横截面的变小，并且反之亦然。
背景技术
在水泥熟料生产线中，在回转炉中由煅烧的水泥生粉烧成的热的水泥熟料由炉输出端投到冷却器上，通常投到栅格式冷却器的冷却栅格上，在该冷却栅格上分布并且通过适合的输送机构在纵向方向上朝冷却器输出端运动，其中冷却栅格和热的松散材料层基本上从下向上由冷却空气流穿过。下面简短地解释已知的栅格式冷却器类型。
在推进栅格式冷却器中，从输送方向看，位置固定的栅格板列与可往复运动的栅格板列交错，所有栅格板设有冷却空气开口并且所述冷却空气开口基本上从下向上由冷却空气流过，并且通过所有可运动的栅格板列的共同振动的运动，待冷却的热的材料推进地进行输送并且在此冷却。取代这种推进栅格式冷却器，例如由DE-B-1 021 692已知一种栅格式冷却器类型，其中由冷却空气流过的冷却栅格不运动，而是固定不动，其中在固定的栅格表面的上方设置多列相邻的可往复运动的梁形的推进元件，所述推进元件在沿冷却材料输送方向的推进位置(Vorhubposition)与回行位置(Rückhubposition)之间运动，使得通过推进元件在待冷却的材料床内的往复运动，材料同样从冷却器初始端逐渐运动至冷却器末端并且在此冷却。
在这种栅格式冷却器中在松散材料床高度、熟料颗粒大小、温度曲线等方面在热的松散材料床(Schüttgutbett)中的不均匀分布不再能避免，这导致不均匀的冷却。因为在具有较大的松散材料床高度的冷却栅格区域内冷却空气的流动阻力上升，在此流速下降并且较少的冷却空气通过松散材料床，并且相反在具有较低的松散材料床高度的冷却栅格区域内冷却空气的流动阻力下降，该冷却空气的流速和空气冲破的危险增大，并且在此过高的冷却空气量直接通过这些需要最少冷却空气量的松散材料床区域。
因此在用于冷却热的松散材料如水泥熟料的栅格式冷却器中已知的是(EP-B-0 848 646)，在冷却栅格下方的冷却空气入流内自动地分别这样调节相应的冷却空气量，使得在通过变得较小的冷却材料床高度和减小的流动阻力引起的冷却空气通流量开始上升时，减小相应的冷却空气入流管路的净横截面积并且反之亦然，以便以这样的方式补偿在冷却材料床上的交变的压力下降，使得相应的冷却空气量不再取决于冷却空气在相应冷却材料床区域内的相应的压力损失或者流动阻力。在此已知的机械的冷却空气通流量调节器用带有水平的回转轴线的受重力载荷的摆动盖工作，其中摆动盖根据存在的压力条件和流动性能的不同情况或多或少程度地自动地节流相应的冷却空气入流。如果已知的冷却空气调节装置在冷却栅格的下方设置在冷却栅格区域的冷却空气入流中，该冷却空气调节装置用一个单纯通过重力操纵的带有迎流体的摇杆重量自动地工作，所述栅格区域不是固定的，而是如在推进栅格式冷却器中为了松散材料输送目的连同调节装置一起往复运动，那么调节装置的自动的调节通过往复的往返运动受到干扰并且因此调节结果被扭曲。
在松散材料栅格式冷却器中也由WO02/06748已知一种冷却空气调节装置，其中在栅格下方的冷却空气导入管路中设置一个圆形的设有通孔的固定的扇形盘并且在其上面设置一个可旋转运动地在轴上保持的翼形盘，该翼形盘与冷却空气的流速相关地旋转并且在此扇形盘的净流动横截面以这样的方式自动地改变，使得在流速提高时翼形盘克服弹簧力旋转并且流动横截面变小，反之亦然。也在自动工作的冷却空气调节装置中不排除危险性，即调节装置的功能通过可往复运动的冷却栅格区域的冲击式的摆动运动受到干扰。
此外在用于输送引起磨损的介质如灰浆和其他含有固体材料的悬浮物的管路内已知气动控制的软管压阀作为闭锁机构。但是在松散材料栅格式冷却器中不产生含有固体材料的悬浮物的输送问题。
发明内容
本发明的目的在于，这样构成一种按权利要求1前序部分所述的冷却空气调节装置，使得该冷却空气调节装置自动地工作并且它简单地构成并且毫无问题地可以用于不运动的冷却栅格区域和尤其用于运动的冷却栅格区域或者栅格式冷却器的运动的冷却栅格系统，以用于冷却热的松散材料例如水泥熟料。特别地调节装置必要时也应该可以过程受控地工作。
该目的按本发明用一个具有权利要求1的特征的调节装置解决。本发明的有利的进一步方案在从属权利要求中给出。
在按本发明的冷却空气调节装置中，集成到冷却栅格下方的相应的冷却空气入流中的调节器壳体由固态的材料例如由钢构成。一个由弹性材料制成的例如圆柱形的软管密封圈作为调节机构在两个端部上同心地夹紧在包层内。例如由橡胶构成的软管密封圈的内外压力差以及密封圈的变形阻力现在这样调准，使得软管密封圈可以从其最大的流动横截面尤其自动地变形至其最小的流动横截面，而且与冷却空气流速或者冷却空气流的静压力相关或者也与作用到软管密封圈上的气态的压力介质的控制压力相关。
在软管密封圈的外侧与固态的包层的内侧之间的环形的中间空间经由至少一个连接开口可以用气态的压力介质加载。如果现在调节装置的弹性的软管密封圈由冷却空气流流过，那么在软管密封圈的横截面中的静压力与上升的流速相关地下降并且在软管密封圈与固态的包层之间的中间空间内存在的气态的压力介质释压。在此具有原始优选圆形的横截面的软管密封圈挤压并且大致扁平地椭圆形地变形，直到在软管密封圈的由内朝外的压力差与软管的变形应力之间实现力平衡。软管密封圈的自由的流动横截面的因此产生的变化以这种方式导致冷却空气体积流的自动的调节，使得冷却空气流速在弹性的软管密封圈的区域内的提高导致冷却空气通流量的变小，反之亦然。
在本发明的相对于上述实施例的运动学转换中，按另一实施例，冷却空气流过在软管密封圈的外部与调节装置的固态的包层的内部之间的环形空间。然后软管密封圈的内部空间可以用气态的压力介质加载。
根据本发明的特别的特征，在冷却空气调节装置中调节特性曲线可以通过气态的压力介质的压力在可加载的压力空间内的改变而改变，并且这甚至是在松散材料栅格式冷却器的运行期间。
调节特性曲线描述冷却空气需求随着冷却材料床高度的上升或者随着冷却空气的冷却材料床流动阻力的上升而上升。该调节特性曲线可以与冷却空气流动阻力无关地用于调节冷却空气的基本上保持恒定的体积流。但是冷却空气调节装置也可以是过程受控的，在此用于操纵软管密封圈的变形的气态的压力介质的压力大小并且从而冷却空气体积流与松散材料栅格式冷却器的测量的运行参数相关地有针对性地进行控制。
整个栅格式冷却器从冷却器纵向方向上观察具有多个冷却空气腔，各冷却空气腔的大小通常朝冷却器端部逐渐增大。每个冷却空气腔可以具有其自身的调节特性曲线，该调整特性曲线可在冷却器运行时相应改变。
按本发明的冷却空气调节装置在结构上是简单的、抵抗污染的、一定程度上是免维修的并且在调节特性曲线的调整方面甚至在冷却器运行期间是简单的。在按本发明的尤其自动地工作的调节装置运行时，重力和惯性力矩不起作用，所述重力和惯性力矩可能损害自动调节的功能。在此按本发明的冷却空气调节装置尤其适用于在具有运动的冷却栅格区域的或者运动的冷却栅格系统的松散材料冷却器中采用，即用于按开头所述推进栅格式冷却器以及用于根据所述的行走地板式输送原理工作的冷却栅格系统，这进一步在下面还将详细解释。
附图说明
本发明及其另外的特征和优点借助于在图中示意描述的实施例详细解释。其中：
图1显示按本发明的冷却空气调节装置的第一实施形式的垂直剖视图，该调节装置具有弹性的软管密封圈，
图2显示用于冷却空气体积流的在节流位置中的图1的调节装置，
图3显示按本发明的冷却空气调节装置的第二实施形式的垂直剖视图，该调节装置具有弹性的软管密封圈，
图4显示用于冷却空气体积流的在节流位置中的图3的调节装置，
图5以透视图的形式显示松散材料冷却器的冷却栅格模块，包括上述各图的安装在冷却栅格底面上的冷却空气调节装置，其中松散材料冷却器的冷却栅格由一些这种前后和并列设置的模块组成。
具体实施方式
图1或2的由用于冷却热的松散材料例如水泥熟料的栅格式冷却器的冷却空气10流过的冷却空气调节装置具有一个由固态的材料例如钢构成的外部的包层11，其中一些这种调节装置安装到在图5中局部地描述的冷却栅格的底面上，一个由弹性材料例如橡胶构成的软管密封圈12作为调节机构在两端上同心地夹紧在包层内。包层11和软管密封圈12的横截面是圆形的；但是该横截面也可以具有椭圆形的或者多边形的外形。软管密封圈12在其两个端部上分别通过一个夹紧环13压力密封地与包层11连接。根据图1在软管密封圈12的外侧与固态的包层11的内侧之间的环形的中间空间通过至少一个连接开口14用气态的压力介质加载，其中压力大小是可调节的，该连接开口通向一个未描述的气动的设备。
如果现在冷却空气流10流过软管密封圈12，那么在软管密封圈12的流动横截面中的静压力与上升的流速相关地下降。在此在包层11与密封圈12之间的空间内存在的气态的压力介质释压。软管密封圈12挤压成大致椭圆形的，直到在软管密封圈12的从内到外的压力差与由软管密封圈的变形应力产生的压力差之间实现力平衡。因此如图2可见的那样在流速开始提高时实现软管密封圈12的自由的流动横截面的减小并且从而实现冷却空气体积流的期望的自动的减小，反之亦然。
软管密封圈12的变形阻力并且从而按本发明的冷却空气调节装置的响应特性除了软管材料取决于软管密封圈12的构形，尤其是其壁厚、存在的加强肋、软管衬里等。
如果冷却空气10的流速在被流过的软管密封圈12内升得越来越高，因为例如要由冷却空气冷却的冷却栅格部段仅由过小的松散材料床覆盖或者根本没有松散材料床覆盖，那么因此密封环12不是完全地关闭冷却空气流横截面，而是保留最小的流动横截面或者最小量的冷却空气流10，借此防止冷却栅格过热。更多地按本发明对于冷却空气10的流动的流动横截面的完全封闭仅通过经由连接开口14导入的气态的压力介质的压力的提高是可能的。例如利用这种可能性，如果在冷却栅格的上方在热的松散材料床中为了该松散材料床的松开而采用具有压力空气冲击的所谓的空气枪，在采用所述空气枪时每个相邻的按本发明的冷却空气调节装置短时间完全地封闭，以避免这种压力空气冲击击穿到冷却栅格下方的空气腔内。
相反自由的流动横截面随着冷却空气体积流的升高打开到其最大值，此时冷却空气流开始由于相应待冷却的冷却栅格区域的非常高的松散材料载荷而中断。
在相对于图1和2的实施例的运动学的转换中，在图3或图4的按本发明的冷却空气调节装置中，在外部的包层11与内部的弹性的软管密封圈12之间的环形空间由冷却空气10流过，该冷却空气可以通过在上面的和下面的夹紧环13中以及在上面的和下面的端部法兰16中的孔15流过环形空间。如果冷却空气10流过该调节装置，那么在软管密封圈12与套管11之间的空间的环形横截面中静压力与冷却空气的流速相关地下降。在软管密封圈12内部的气态的压力介质释压，该压力介质可以通过连接开口14导入，并且如在图4中显示的那样，弹性的软管密封圈12膨胀，直到在软管密封圈12的从内向外的压力差与其变形应力之间的力平衡已经建立。因此产生的横截面变化又自动地导致冷却空气体积流在期望的方向上调节。
按本发明的一个其他的特征，在按图1和2的实施例以及按图3和4的实施例的调节装置中，通过可经由连接开口14导入的气态的压力介质的压力在可施加载荷的压力空间内的改变，调节装置的调节特性曲线可以完全简单地并且有针对性地改变。
由图5可见，图1和/或有选择的图3的冷却空气调节装置以其用于冷却空气流10的上面的输出口可以法兰连接到一个在尤其运动的冷却栅格的底侧面上的冷却空气输入口上，用于该冷却栅格的冷却空气供应。如果在图5的冷却栅格模块上按本实施例的每个模块由三个沿冷却器纵向方向延伸的并排设置的长形的大致槽形的底部元件18、19、20组成，所述底部元件彼此无关地可以在沿冷却材料运输方向的推进位置21与回行位置22之间受控制地运动，使得支承在底部元件上的在那儿未描述的热的冷却材料例如根据行走地板式输送原理通过冷却器逐步地输送。冷却栅格模块的各底部元件18、19、20的驱动从在冷却栅格下方经由推进框架进行，所述推进框架支承在滚轮上并且在所述推进框架上嵌接工作缸，而且这样控制，使得底部元件共同朝前运动，但不是共同地而是在时间上彼此分开地往回运动。
所有模块的底部元件18、19、20构成为空心体，即所述底部元件从横截面看具有一个携带冷却材料的并且对于冷却空气10基本上由下向上通透的顶面23并且具有一个与此间隔一定距离的、封闭的、防止冷却材材料从栅格掉落的底面24。在此所有底部元件的底面24具有在长度上分布的多个冷却空气输入口，在所述输入口上从下面法兰连接在图1或图3中描述的冷却空气调节装置，其中在图5中可见三个可彼此无关地运动的冷却栅格底部元件18、19、20的三个调节器壳体11。携带热的冷却材料如水泥熟料的冷却栅格顶面23原则上可以设有任何对于冷却空气10通透的通道。冷却栅格顶面23可以尤其有利地分别由以一定距离镜像对称地对置的、但是彼此错开地设置的双坡屋顶形的V形型材构成，该型材的V形边与中间空间彼此嵌接，该中间空间构成对于冷却材料以及对于冷却空气10的迷宫。因此尤其保证，松散材料冷却器保护防止材料从栅格掉落(Rostdurchfall)。
在图5中还可见，在所有底部元件18至20的对于冷却空气10通透的顶面23上可以设置横向于冷却材料输送方向放置的隔板25a至25c，用于保持最下面的松散材料层并且用于避免最下面的层与相应栅格底部元件的相对运动，这有助于栅格底部元件的磨损保护。

Claims (6)

1.用于在松散材料栅格式冷却器的冷却空气入流中调节流动横截面的装置，该松散材料栅格式冷却器用于冷却热的松散材料例如水泥熟料，该装置包括一个集成到冷却栅格下方的冷却空气入流(10)中的调节器壳体(11)，在该调节器壳体内调节机构(12)这样运动，使得流速在调节机构范围内的提高且与之相关地冷却空气通流量的开始的上升导致自由的流动横截面的变小，并且反之亦然，其特征在于：
a)调节器壳体包括由固态的材料制成的包层(11)，
b)一个由弹性的材料制成的软管密封圈(12)作为调节机构在两端上同心地夹紧在包层(11)内，
c)在软管密封圈(12)的内外压力差以及密封圈的变形阻力这样调准，使得软管密封圈可以从其最大的流动横截面变形至其最小的流动横截面。
2.按权利要求1所述的调节装置，其特征在于：冷却空气(10)流过软管密封圈(12)的内部，并且在软管密封圈(12)的外侧与固态的包层(11)的内侧之间的环形的中间空间可以经由至少一个连接开口(14)用气态的压力介质加载(图1和2)。
3.按权利要求1所述的调节装置，其特征在于：相反，冷却空气(10)流过在软管密封圈(12)的外侧与固态的包层(11)的内侧之间的环形空间，并且软管密封圈的内部空间可以用气态的压力介质加载(图3和图4)。
4.按权利要求1至3任一项所述的调节装置，其特征在于：通过气态的压力介质的压力在可施加载荷的压力空间内的改变可以改变调节装置的调节特性曲线。
5.按权利要求1至4任一项所述的调整装置，其特征在于：仅通过气态的压力介质的压力的提高允许对于冷却空气流(10)的流动横截面的完全的封闭。
6.按权利要求1至5任一项所述的调整装置，其特征在于：弹性的软管密封圈(12)由一个空心圆柱形的温度稳定的橡胶体和/或金属丝编织物体构成，它在其两个端部上借助于夹紧环(13)与由固态的材料制成的包层(11)压力密封地连接。
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