CN101346477A - 装配有冷却系统的用于竖炉的转动加料装置 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于竖炉、具体地用于鼓风炉的转动加料装置。本加料装置装配有冷却系统。本转动加料装置包括用于转动分配装置的可转动支撑件以及用于该可转动支撑件的静止壳体。本冷却系统包括以随可转动支撑件转动的方式固定的转动冷却回路以及位于静止壳体上的静止冷却回路。设置有传热装置，该传热装置包括被构造成由流经静止冷却回路的冷却流体冷却的静止传热件，并包括被构造成由在转动冷却回路中循环的独立冷却流体加热的转动传热件。这些传热件以面对的关系来布置且它们之间具有传热区域，该传热区域用于通过穿过该传热区域的对流和/或辐射来实现传热，而不会混合转动冷却回路和静止冷却回路的独立冷却流体。

Description

装配有冷却系统的用于竖炉的转动加料装置

技术领域

本发明总体上涉及一种装配到布置在竖炉(诸如冶金鼓风炉)上的转动加料装置中的冷却系统。

背景技术

如今，许多冶金竖炉(特别是鼓风炉)都装配有用于将炉料加入到炉中的转动加料装置。这种转动加料装置通常布置在炉喉上，且因此在运转期间至少部分地暴露在存在于炉内的高温下。因此，为了避免损坏、减少维修介入并延长加料装置的使用寿命，加料装置的暴露部分尤其是其驱动及齿轮构件的有效冷却是重要的。一个具体的难题在于从加料装置的通常大部分暴露于炉热的转动部分中有效地带走热量。

用于冷却加料装置的一种公知方法是，以超过炉喉处的运转压力的压力将惰性的冷却气体注入到加料装置的壳体内。尽管呈现出减少加料装置内的灰尘堆积的优点，但该方法具有非常有限的冷却效率。例如已在JP 55 021577 A中描述了该方法。

EP 0 116 142披露了一种用于竖炉加料装置的水冷却装置，具体地是一种用于具有转动滑槽(该转动滑槽有可变倾角)的加料装置的水冷却装置。该冷却装置包括环形进料桶，该环形进料桶连接于转动外壳的上部且可与该外壳一起移动。该桶设置有至少一个开口，因而水靠重力通过环绕转动套定位的多个冷却旋管从桶供出。收集桶接收从旋管流出的水。转动套支撑转动滑槽并且还作为炉内部与加料装置的构件之间的分隔结构。该水冷却装置提供了优于惰性气体冷却的明显提高的冷却效率。然而，由于所需的冷却水回路部分地暴露于环境中(即，在进料桶和收集桶处暴露于环境中)的事实，所以该冷却装置存在缺陷。因此，冷却水会被例如细小的颗粒和炉灰污染。因此，需要专门的装置来处理用过的冷却水。采用惰性气体注入可减轻该问题，但不能完全消除。

WO99/28510描述了一种具有环状转动接头的装置，该环状转动接头具有固定环状部分以及用于向转动的冷却旋管供给冷却液体的转动环状部分。根据WO99/28510的改进主要在于，向转动接头的固定部分供以过量的冷却液体，从而产生了泄流。该泄流在转动接头的固定部分与转动部分之间的分隔槽中流通，以在该槽中形成液体汇合。因此，明显减轻或消除了冷却液体的污染。然而，该解决方案需要相对精细且因此昂贵的环状接头结构。不幸地，接头件受到很大的磨损，并因此需要频繁且耗费劳力的更换。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种装配到用于竖炉的转动加料装置中的高效冷却系统，本冷却系统消除了对加料装置的固定部分与转动部分之间的复杂、昂贵且总需养护的接头的需要。

为了实现该目的，本发明提出了一种用于竖炉的转动加料装置，本转动加料装置装配有冷却系统，其中本转动加料装置包括用于转动分配装置的可转动支撑件以及用于该可转动支撑件的静止壳体，并且其中本冷却系统包括以随可转动支撑件转动的方式固定的转动冷却回路以及位于静止壳体上的静止冷却回路。根据本发明的一个重要方面，设置有传热装置，该传热装置包括静止传热件，该静止传热件被构造成由流经静止冷却回路的冷却流体冷却，并且该传热装置包括转动传热件，该转动传热件被构造成由在转动冷却回路中循环的独立冷却流体加热。这些传热件以面对的关系来布置且在它们之间具有传热区域，该传热区域用于通过穿过该传热区域的对流和/或辐射来实现传热，而不会混合转动冷却回路和静止冷却回路的各自的冷却流体。

在本传热装置中，转动传热件和静止传热件由小的间隙或间隔隔开，该间隙或间隔形成其中发生传热的区域。本传热装置使得转动冷却回路与静止冷却回路之间能够发生传热，同时还在所述回路之间提供了流体间隔。因此，完全消除了对于回路之间的转动接头的需要。事实上，借助于根据本发明的传热装置，使得长期以来建立的在冷却回路之间具有流体连接的原则废除了。此外，还消除了对相对频繁的养护介入(涉及更换转动接头的磨损部分或清洗转动冷却旋管)的需要。

优选地，该转动冷却回路被构造成封闭式回路。由于封闭式循环的布置，用在转动冷却回路中的冷却液体可被加压以提高其汽化点。事实上，在现有技术的冷却系统中，由于回路并不是完全封闭的(参见EP 0 116 142)或者由于通过转动接头将出现不能接受的冷却液体损耗(参见WO99/28510)，显著地加压是不可行的。要想没有液体损耗且没有污染，现在切实可行的是，在转动冷却回路中使用更昂贵的冷却液体。通过消除由蒸发引起的沉淀的风险，过压及足够的流体均能够实现转动冷却回路的更高的运转温度。此外，由于无需保持冷却液体的完全重力流动以保证充分的冷却，在转动冷却回路中可接受更高的压降。因此，降低了结构限制和成本。

在第一构造中，转动冷却回路可被构造成闭环自然对流回路。在第二构造中，转动冷却回路可包括至少一个热管。这些构造具有相对简单的结构，无需致动部件且无需动力源，并确保了较好的冷却效率。而且，这些构造是易于养护的，即使需要任何的服务介入也是很少的。

在第三构造中，转动冷却回路可被构造成闭环强制对流回路。在第四构造中，转动冷却回路被构造成闭环蒸汽压缩制冷循环，并且在第五构造中，转动冷却回路可被构造成吸附冷却单元。这些构造需要一些致动部件和用动力推动的部件(诸如泵或压缩机)及可能的控制阀。尽管与前面的两种构造相比较，后面的构造中的每一种均是更昂贵的，但后面的构造提供了冷却效率的进一步提高，而仍只需要很少的养护。应该理解，在与重力流动冷却(从EP 0 116142及WO99/28510获知)相比较时，具有强制循环的封闭循环构造允许冷却流体速度的显著增大，而冷却效率也随之提高。尽管通常不要求，但冷却系统还可包括两种或多种这些构造的组合。

可借助于由可转动支撑件的转动而驱动的机构来机械地实现为泵或压缩机供以动力。可替换地或互补地，可借助于由发电机(由可转动支撑件的转动驱动)供电的电池组、借助于滑动接触或借助于非接触的感应电流传输来电力地实现供以动力。

应该理解的是，由于传热装置在转动冷却回路与静止冷却回路之间提供了流体间隔，因此消除了静止冷却回路及转动冷却回路中的冷却液体的污染。因此，无需处理装置。而且，静止冷却回路可被布置成竖炉的封闭环形冷却回路的整体部分，以带走传递至静止传热件的热量。竖炉，特别是鼓风炉，在多数情况下装配有封闭的循环冷却系统，例如用于冷却炉壳。因此，由于省却了处理装置并由于利用了现有的基础结构，故装配于加料装置的冷却系统的总成本被大大降低。

为了在传热装置中提供很大的传热表面，有利地具有设置在转动传热件或静止传热件中的至少一个凹槽以及设置在静止传热件或转动传热件中的至少一个相应的突起。该凹槽及该突起装配在一起以便为传热区域提供弯曲的纵向截面，进而增大了传热件的总并列面对表面。如应该理解的，可设置多个穿插或交错的凹槽及突起以进一步增大有效传热表面。

在提供了很大传热表面的另一简单结构中，转动传热件及静止传热件每个均包括环状底座部以及从该底座部横向地突出的至少一个突起，这些突起以面对的关系来布置并装配到一起以便为传热区域提供弯曲的纵向截面。

优选地，该传热区域至少部分地填充有导热液体以提高传热效率。在另一有益布置中，所述转动传热件和/或所述静止传热件的至少一个突起包括用于使所述导热流体产生湍流的装置。流体中的湍流允许进一步增大可实现的传热。优选地，传热区域的横向宽度在0.5mm到3mm的范围内。

另外，转动冷却回路可包括用于冷却由可转动支撑件支撑的转动分配槽的回路部分，该转动分配槽是被称为无料钟炉顶(BELLLESS TOP)型的加料装置的最暴露的构件中的一个。

由于本冷却系统适于用在鼓风炉中，故本发明还涉及一种包括装配有如上所述的冷却系统的加料装置的鼓风炉。

附图说明

从以下参照附图对各种非限定性实施例的描述中，本发明将更显而易见，在附图中，通篇用相同的参考标号或具有增加的百位数字的参考标号来表示相同或相似的元件。在这些附图中：

图1是根据本发明的装配有冷却系统的用于竖炉的加料装置的局部竖直截面图；

图2是用在图1的冷却系统中的包括转动传热件及静止传热件的传热装置的竖直截面图；

图3是可替换的传热装置的竖直截面图；

图4是另一可替换的传热装置的竖直截面图；

图5是又一可替换的传热装置的竖直截面图；

图6是用在根据图1的冷却系统中的转动冷却回路的第一构造的示意图；

图7是转动冷却回路的第二构造的示意图；

图8是转动冷却回路的第三构造的示意图；

图9是转动冷却回路的第四构造的示意图；

图10是转动冷却回路的第五构造的示意图；

图11是根据本发明的装配有可替换冷却系统的用于竖炉的加料装置的局部竖直截面图；

图12是图11的冷却系统中的传热装置的放大的竖直截面图；

图13是图12中的传热装置的局部立体图；

图14是根据图13的分解立体图；

图15是图11的冷却系统中的传热装置的另一个竖直截面图，示出了供给喷嘴；

图16是根据图15的局部视图，示出了排放喷嘴；

图17是根据图15的局部视图，示出了清洁喷嘴。

具体实施方式

图1部分地示出了用于鼓风炉的转动加料装置，该转动加料装置通常以参考标号10标识出。转动加料装置10装配有冷却系统12，该冷却系统用于冷却被炉内的加工温度加热的构件。在加料装置10中，可转动支撑件14用来支撑转动斜槽16。转动斜槽16通过用于改变转动斜槽16的倾斜角的悬架连接至可转动支撑件14。转动加料装置10进一步包括可转动支撑件14布置于其中的静止壳体18。静止壳体18包括布置在炉的中心轴线A上的固定中心进料通道20。在加料过程期间，以本身为公知的方式，大块材料经由进料通道20、经过静止壳体18及可转动支撑件14而被供给到转动斜槽16上，根据斜槽16的倾角和转动通过该转动斜槽将大块材料分配到炉内。

除冷却系统12以外，加料装置10本身的构造是公知的且通常被称为BELL LESS TOP^TM(BLT)。加料装置10的各种公知的静止构件及可转动构件(诸如传动及齿轮构件)未在图1中示出。例如在US 3’880’302中对这些构件进行了详细描述。

如图1中所示，支撑件14通过轴承22围绕轴线A可转动地安装在静止壳体18内。可转动支撑件14具有基本上为环形的构造，该构造在中心进料通道20的延长部分中具有用于大块材料的中心通道。该可转动支撑件包括邻近中心进料通道20的圆柱形内壁部24、用于支撑斜槽16的下凸缘部26以及安装有轴承22的上凸缘部28。静止壳体18及可转动支撑件14构成转动加料装置10的外壳。而且，它们形成位于鼓风炉的炉喉上的炉顶封闭(图1中未完全示出)。

如图1中进一步所示，冷却系统12包括固定在可转动支撑件14上的转动冷却回路30以及位于静止壳体18上的静止冷却回路32(仅部分地示出)。在运转期间，转动冷却回路30与支撑件14一起转动，而静止冷却回路32与壳体18一起保持静止。转动冷却回路30被布置成在与用于大块材料的通道相对的一侧上同内壁部24和下凸缘部26热接触，以确保加料装置10的暴露于炉热的那些部件的冷却。此外，它还提供了对加料装置10的传动及齿轮构件(未示出)的冷却。

在运转期间，冷却系统12通过静止冷却回路32带走由转动冷却回路30收集的热量。为此，如图1中最佳所示，冷却系统12包括传热装置40，该传热装置将转动冷却回路30与静止冷却回路32热连接。传热装置40包括：转动传热件42，该转动传热件在上凸缘部28处连接至可转动支撑件14；以及静止传热件44，该静止传热件连接在静止壳体18的顶盖下面。转动件42连接至转动冷却回路30的一部分，而静止件44连接至静止冷却回路32的一部分。在运转期间，静止传热件44被流经静止冷却回路32的冷却流体冷却，而转动传热件42由在转动冷却回路30中循环的独立冷却流体加热，如以下将详细描述的。为了允许转动件42相对于静止件44的不受阻碍的转动，件42、44由限定出传热区域的相对小的开放空间隔开。如应该理解的，件42、44以面对的关系来布置，即，并列但不接触。由于运转期间件42、44之间的温差，通过该传热区域，通过件42、44之间的介质中的对流和/或辐射而实现从转动冷却回路30向静止冷却回路32的有效传热。应该理解的是，不存在转动冷却回路30和静止冷却回路32的各自的冷却流体的混合，即，在转动冷却回路与静止冷却回路之间发生传热但两者之间没有发生冷却流体的交换。从图1显而易见的是，转动件42和静止件44具有以转动轴线A为中心的转动对称构造。尽管未以水平截面图示出，但件42和44被布置成圆环形，基本围绕轴线A在整个圆周上延伸，以使传热最大化。件42和44具有在垂直(径向)和水平(周向)投影两者中均配合在一起的相匹配外形。

传热件42、44在转动冷却回路30与静止冷却回路32之间提供了流体分离，以使转动冷却回路和静止冷却回路的冷却流体不会混合。而且，传热件42、44允许将转动冷却回路30及静止冷却回路32中的每一个均构造成封闭的循环构造，如以下将详细描述的。尽管在此是结合鼓风炉上的BLT型加料装置10来描述冷却系统12，但该冷却系统也可与用于竖炉的其他类型的转动加料装置结合使用。

以下将参照图2-5详细描述适当的传热件的某些变型。在描述过程中，可能省去之前所描述的变型的重复特征。

图2更详细地示出了包括转动传热件142及静止传热件144的第一变型的传热装置140。在图2的变型中，转动件142包括竖直凹槽145，静止件144的与之配对(conjugated)的竖直突起143延伸到该竖直凹槽中。因此，转动件142具有大致U形的竖直截面，而静止件144具有大致T形的竖直截面。并列的件142和144，具体地突起143和凹槽145的尺寸被设计成相匹配，以使得在它们各自的传热表面148与150之间存在具有近似均匀横向宽度的较小传热区域146。根据加料装置10的转动构件的竖直及水平运动公差、并且根据由于不同的热膨胀造成的公差来设定传热区域146的横向宽度，这两种公差在竖直及水平方向合起来通常是十分之几毫米级。因此，具有较小均匀横向宽度(例如，1mm)的区域146确保了不受阻碍的转动，而没有影响传热。然而，根据加料装置10的实际需求，不同的水平和垂直横向宽度也是可能的。如图2的竖直截面中所示，相对的件142和144的互补的配对形状在区域146的竖直截面中产生了弯曲，这为传热表面148和150提供了较大的有效面积。如果需要且不受结构限制的阻碍，例如，通过增大环形件142和144的半径(如以下参照图11-17所详细描述的)，和/或通过另外的弯曲(如以下参照图4和图5所详细描述的)，可进一步增大该区域。

如图2中所示，每个传热件142、144均包括分别用于冷却流体的内沟槽152、154。如从图1显而易见的，每个内沟槽152或154分别是转动冷却回路30或静止冷却回路32的一部分。为了提高传热效率，区域146的下槽部充满热偶流体156，在图2中示为导热液体，诸如水或具有高汽化点和润滑能力的高传导液体。具有高粘度的半液体流体(例如导热油脂)也可以被用作热偶流体。使用水作为热偶流体156，通过1mm横向宽度的传热区域，能够实现转动期间大约20000W/(m²)以及停止时大约6000W/(m²)的热传递。这些数值是假设传热件142、144之间具有0.8m/s的相对转动速度以及40℃的温差ΔT。因此，传热装置140确保了从转动冷却回路30到静止冷却回路32的有效热传递，而在它们之间没有发生冷却流体的交换。根据流体156的类型，提供了液位检测器、填充线(由液位检测器控制并且通向区域146的下部)、以及朝向填充线供料的供给箱(未示出)，用于自动弥补流体156的可能蒸发。

图3示出包括转动传热件242和静止传热件244的第二变型的传热装置240。在图3中，水平凹槽245设置在静止件244中。转动传热件242包括与凹槽245成对并延伸到凹槽245中的水平突起243。并置的件242和244，特别是突起243和凹槽245形成具有均匀横向宽度的弯曲的传热区域246。在无需其它措施的情况下，根据图3的变型不允许用液体热偶流体填充传热区域246，但取决于内沟槽252和254各自的传热表面248和250的全部有效面积，即使使用空气作为热偶流体，也可保证从第一内沟槽152至第二内沟槽154的充分传热。事实上，在件242和244的相对转动期间，在上述假定条件(转动速度：0.8m/s以及40℃的ΔT)下，通过1mm横向宽度的填充有空气的传热区域，可以实现大约2000W/(m²)的热传递。比较而言，在停止时仅能够实现大约600W/(m²)的热传递。但是，当多数时间具有相对转动时，关键阶段通常处于操作期间。由于构造的限制(例如，对于根据图2的构造来说，拆除加料装置10是不可能的)，因此根据图3的传热装置240可以是优选的。

图4示出具有转动传热件342和静止传热件344的第三变型的传热装置340。如图4所示，转动件342包括多个垂直凹槽343和突起343′。静止件344也包括多个垂直突起345和凹槽345′。在实践中，对于每个件来说，能够通过例如以适当的间隔将矩形横截面的环形槽加工在热传导金属的整块环状物中而获得这种构造。突起345、343′以及凹槽343、345′具有成对的形状，并且被设置成互相交叉。并置的件342和344之间的中间传热区域346的大面积弯曲通过这些成对的突起345、343′以及凹槽343、345′实现。因此，在没有明显增大传热件342、344尺寸的情况下，增大了传热表面348和350的有效面积。静止传热件344还包括用于冲洗气体的多个圆周分布的沟槽358。

图5示出了第四变型的传热装置440。与之前的变型类似，转动传热件442及静止传热件444以面对的关系来布置并通过穿插而紧密地装配在一起，从而在它们之间形成具有较小横向宽度的弯曲传热区域446。传热装置440主要在以下三个方面不同于之前的变型。第一，转动传热件442包括环状的横向侧壁460，该横向侧壁在径向上限定出区域446并在高度上超出相互交叉的突起443′和445与凹槽443和445′。因此，侧壁460形成了容纳相互交叉的突起和凹槽的槽。因此，区域446几乎完全填满热偶流体456。第二，排放沟槽462被布置在转动传热件442中以更换导热流体456。排放沟槽462沿周向分布在环状转动件442中，至少一个排放沟槽462与每个凹槽443相关联。第三，放气沟槽464被布置在静止件444中并连接至每个凹槽445′。一旦液体456已被排出，放气沟槽464也可用来通过气体或液体冲洗来清洁区域446。如应该理解的，由于区域446的大量弯曲，传热表面448、450的有限面积明显大于平面面对表面的情况。

以下将参照图6-图10对根据本发明的冷却系统(具体地，转动冷却回路)的一些构造进行描述。以上已提及的重复特征以下可省略。

在图6-图9中，传热装置以参考标号40标识出，尽管变型140、240、340及440可同样应用。另外，在图6-图10中，静止冷却回路以参考标号32标识出。由于传热件42、44的存在，优选实施例中的静止冷却回路32没有任何朝向外界的开口。这使得静止冷却回路32能够与鼓风炉的封闭回路软水冷却系统(未示出)形成一体。类似地，转动冷却回路被布置成封闭的循环回路。因此，不再需要用来对在用于加料装置12的冷却系统中所使用的冷却液体进行处理的昂贵装置。转动冷却回路中所使用的冷却流体的类型将取决于如以下将变得显而易见的相应设计。

在图6中十分示意性地示出了第一构造的冷却系统112。转动冷却回路130被构造成闭环自然对流回路并连接至传热装置40。冷却系统112包括：蛇形冷却管170，与加料装置10的最暴露部分(例如，内壁部24及下凸缘部26)热接触；以及膨胀箱172，以允许对冷却流体加压从而提高其汽化点。通过对暴露的转动部件处的冷却液体进行加热以及通过对转动传热件42处的冷却液体进行冷却而引起的自然对流而在冷却系统112中发生冷却液体(例如，脱矿质软水)的循环。如从图6显而易见的，在运行过程中，静止传热件44被由流经静止冷却回路32的冷却流体冷却，而转动传热件42由在转动冷却回路130中循环的独立冷却流体加热。所形成的件42、44之间的温差在传热装置40中引起所希望的传热。

图7示出了第二构造的冷却系统212，该构造与之前的构造的不同之处在于，转动冷却回路230被构造成闭环强制对流回路。其他部分类似于第一构造，冷却系统212包括循环泵274，该循环泵被布置在传热装置40的下游以确保用在转动冷却回路230中的冷却流体(例如，脱矿质软水)的强制循环。可通过诸如滑动触点集电环、或电池发电机布置(发电机安装在支撑件14上并通过支撑件的转动被驱动)、或非接触感应电流传输(未示出)等各种方案来实现对循环泵274的电能供给。可替换地，循环泵274还可通过由可转动支撑件14的转动所驱动的机构机械地供以动力，如LU84520中所描述的。

图8示出了第三构造的冷却系统312。与在此所披露的其他构造相比，根据图8的转动冷却回路330包括多个热管376，这些热管本身是公知的。每个热管376的热(下)部被布置成与加料装置10的暴露的转动构件热接触，而热管376的冷(上)部被布置成与转动传热件42热接触。因此，热管376可具有与加料装置10的内部结构相一致的弯曲形状。由于热管376的存在，冷却系统312的转动部分是完全被动的，即，没有机械部件并且没有将热量从待冷却的部件传递至转动传热件42所需的能量。然而，由于包含在潜热中的大量能量，热管376在传热方面是十分有效的。

图9示出了第四构造的冷却系统412，其中，转动冷却回路430被构造成采用适当的制冷剂(例如，卤代烃类)的闭环蒸汽压缩制冷循环。被布置成与待冷却的部件热接触的蛇形冷却管470代表制冷循环的蒸发器。位于传热装置40上游的压缩机474增大了蛇形冷却管470中产生的蒸汽的压力，该蒸汽此后在代表冷凝器的转动件42中被冷凝。冷凝后的冷却流体通过位于转动件42下游的膨胀装置478膨胀至蒸发压力。针对第二构造所描述的任何方案均可用来向压缩机474供以动力。

图10示出了第五构造的冷却系统512，其中，转动冷却回路530被构造成基于用于冷却的吸附循环的吸附单元。被布置成双向封闭循环的吸附单元530包括具有固体吸附剂的吸附器、以及用于液体/气体吸附的冷凝器，该吸附器与冷凝器均被布置在改进后的传热装置540的转动件542内。用于吸附的蒸发器由布置成与待冷却的部件热接触的蛇形冷却管570形成。由另外的蛇形加热管580形成的加热系统被布置在可转动下凸缘部26上，从而面向鼓风炉的内部。管570及580的回路均连接至传热装置540。以公知的方式，吸附单元530通过在一个循环过程中经历四个不同的周期来提供间歇式冷却。如图10中示意性地示出的，蛇形冷却管570被布置在炉外例下凸缘部26和/或内壁部24上，而蛇形加热管580被布置在相反侧上，即，炉内侧。

因此，该第五构造中的传热装置540具有带走由蛇形冷却管570吸收的热量并用作吸附单元530的吸附器及冷凝器的三重功能。间歇式循环，即，吸附单元530所经历的不同周期(加热并加压→解吸并冷凝→冷却并减压→冷却并吸附)通过第一和第二泵574和574′以及适当布置的阀(未示出)来控制。用于泵及阀构件的机械/电能通过以上关于第二构造所描述的任何方案来提供。尽管附图中未示出，但本领域技术人员应该理解的是，可基于具有用于冷凝器及蒸发器的准连续运行以及之后的准连续冷却的交流换热的吸附循环构想出不同的构造。然而这一构造确实需要另外的部件，其中尤其需要第二吸附单元，该第二吸附单元是在与第一吸附单元不同的阶段运行的。

图11示出了根据本发明的、位于安装在鼓风炉顶部上的加料装置10中的冷却系统612的替换实施例。其他部件均是与图1中所示实施例类似的，以下将仅详细描述相对于图1中所示的实施例的不同之处。

如图11中所示，冷却系统612也包括具有转动传热件642及静止传热件644的传热装置640。在根据图11的构造中，传热装置640被布置在转动加料装置10的外壳的下部中，更准确地，被布置于可转动支撑件14的下凸缘部26的下圆周处。因此，转动冷却回路630连接至该下部区域中的转动传热件642。如应该理解的，转动冷却单元630的实际构造可以是以上参照图6-图10所描述的那些中的任何一种或它们的组合。静止冷却回路632连接至同样位于静止壳体18下部区域中的静止传热件644。如上所述，静止传热件644由流经静止冷却回路632的冷却流体冷却，而热量通过在转动冷却回路630中循环的冷却流体从加料装置10的需要冷却的构件周被传递至转动传热件642。借助于传热装置640使转动冷却回路中的冷却流体与静止冷却回路632中的冷却流体隔开并不会与之混合。如应该理解的，与图1的实施例相比较，根据图11实施例中的通常为环形的传热装置640的增大直径使得件642、644的面对表面具有更大的总面积，并因此增大了传热。

图12更详细地示出了图11的传热装置640。如图12中所示，转动和静止传热件642和644均分别包括突起643和645，所述突起被构造成互相交叉并在它们之间形成有弯曲纵向截面的小传热区域646。在运行期间，通过传热区域646来实现从转动件642至静止件644(特别是从突起643到突起645)的热传递。如应该理解的，通过传热区域646的介质中的对流和/或辐射发生该热传递。每个传热件642和644均分别包括转动对称地布置在轴线A上的块状环孔的形式的底座部651和653。突起643和645从它们各自的底座部651和653横向地突出，在图12的情况下，垂直地朝向另一并列的传热件突出。转动传热件642的底座部651中的内沟槽652通过连接管655连接至转动冷却回路630，如图12中所示。类似地，连接管657将静止传热件644的底座部653中的内沟槽654连接至静止冷却回路632。

在图12中，传热件642、644被布置在环形槽690内，该环形槽用来容纳作为介于件642、644以及介于它们的突起643、645之间的传热区域646中的热偶流体的导热液体。通过将传热装置640安装在槽690内，件642、644均可浸没在导热液体中以增大它们之间的热传递。如图12中所示，槽690以随转动传热件642转动的方式固定并还将转动传热件支撑在下凸缘部26上。如图12中进一步所示，每个传热件642、644均设置有各自的盖692或694，该盖被构造成具有倾斜上表面的屋顶状罩。盖692、694邻近地布置，它们之间仅留有允许相对转动的小间隙。盖692、694允许减小传热区域646中暴露于气载尘埃的导热液体的表面。部分的静止盖694被布置成与转动盖692交迭，以减少灰尘(例如，炉灰)渗入到传热区域646中的液体内。为了同样的效果，槽690的外侧壁紧沿静止传热件644及其盖694向上延伸。尽管图12中未示出，但槽690的暴露于炉内的下侧优选地设置有适当的绝热件，以减少经由槽690的壁传递至传热件640的热量。

图13部分地示出了传热件642、644的环状结构。更准确地，底座部651和653以及它们各自的突起643和645在图13中部分地示出。每个突起643、645均具有较为平坦的环状带的形状。突起例如通过焊接交替地固定至转动底座部651或静止底座部653。由于必须保证不受阻碍的相对转动，故突起643、645且因此以及传热区域646均具有相对于转动轴线A基本转动对称的布置。每个突起643、645的相应直径朝向轴线A减小。应该注意的是，为了缓和的目的，转动传热件642的最内部的突起没有在图13和图14的局部视图中示出。

图14部分地示出了处于分解状态下的传热件642和644。如从图14中清楚所示，每个环形带状突起643、645分别设置有多个沿周向分布的横向通孔696。如应当理解的，在转动支撑件14的转动期间，通孔696使得在传热区域646中的热偶流体(例如，由槽690容纳的导热液体)中能够产生湍流。如还应当理解的，件642、644之间的热偶流体中的湍流增强了可通过传热装置640来实现的热传递。尽管附图中未示出，但是突起643、645并非必须具有带状形状。实际上，要实现湍流，也可以使用其他类型的突起，只要总传热表面是足够的、不阻碍转动、并且可以实现与相应转动冷却回路30或静止冷却回路32的热连接就可以。例如，可构思在任一侧均具有非穿透型凹部的带状突起、或者通过从转动件或静止件的相应底部伸出而形成突起的沿周向分布的分离销或条所构成的环形排。

图15以不同的截面示出了图12的传热装置640的纵向截面。如图15所示，安装在静止壳体18上的供给管道700中断(interrupt)了静止传热件644的突起之一。供给管道700在其下端处具有供给喷嘴702，该喷嘴布置在槽690的下部中、接近转动传热件642。供给管道700通过阀704连接于导热液体源。如上所述，通过利用适当的液位检测器控制阀704，供给管道700确保传热区域646中导热液体的自动补充。从而，补偿由于蒸发而造成的液体损失并自动保证足够的液位。

图16以另一不同截面示出了图12的传热装置640的纵向截面。图16示出了连接至排放管道708的排放喷嘴706，该排放管道根据图15那样安装。借助于炉喉压力(该压力将传热区域646中的液体增压至高于大气压)，通过简单地打开排放管道708上的相应阀(正常情况下关闭)就可容易地清除液体。当液体受到微尘的过度污染时或者当需要对传热件642、644进行清洁以去除过多沉积物时，可能需要排出该液体。

图17以又一不同截面示出了图12的传热装置640的纵向截面。如图17所示，在相应清洁管道712的端部上布置有清洁喷嘴710，该清洁管道设置有如图15所示的阀。清洁喷嘴710被构造成借助于沿水平方向的喷射来提供高压清洗。由于转动传热件642布置在槽690的底部中，因此该转动传热元件将最大程度地暴露于灰尘沉积物或其他淤积物。根据图12的构造便于传热装置640的清洁，这是因为，当转动传热件642转动时，可借助于一个或几个清洁喷嘴710来容易地对整个转动传热元件进行清洁。因此，在正常情况下，不必为了清洁目的而拆除传热装置640。在清洁期间，可以利用炉喉压力将聚集在传热区域646中的清洁液体(正像导热液体那样)通过图16的排放管道708排出，而无需其他措施。

尽管在附图中没有明确示出，但是应当理解，如果需要的话，上述冷却系统12、112、212、312、412、512或612的任意一个均包括用于冷却转动斜槽16的装置。实际上，在加料装置10的部件中，转动斜槽16最大程度地暴露于炉的内部环境。因此，如果需要的话，冷却系统中包含有用于斜槽冷却的改进布置(类似于US5,252,063中所公开的)。在该实施例中，转动分配斜槽16包括用于冷却该斜槽本体下表面的回路部(未示出)，该回路部与转动冷却回路30、130、230、330、430、530或630流体相通。如从US 5,252,063所知的，通过穿过悬轴(斜槽16通过这些悬轴可枢转地连接至可转动支撑件14)的通道并通过适当的转动连接件来实现该连接。但是，与US 5,252,063相反，根据本发明，用于斜槽冷却的回路部是转动冷却回路30、130、230、330、430、530或630的封闭循环构造的整体部分。

在又一变型中，在用于转动冷却回路中的冷却流体是液体的情况下，可以用该转动冷却回路来向传热装置140、440中的传热区域146、446提供热偶液体156、456。这可以借助于液位检测器以及控制向传热区域146、446中的液体供应的适当供给阀来实现。在这种情况下，优选地，在加料装置10的静止部分上安装供给箱，以提供导热液体，以便补偿热偶液体156、456的蒸发损失。

还应该注意的是，在上述变型及构造中，转动传热件和静止传热件42、44；142、144；242、244；342、344；442、444；542、544；或642、644由具有高导热性能的材料(诸如，银、铜或铝或包含这些金属中的一种或多种的适当合金)制成。如应当理解的，优选地，对传热元件施加防腐蚀导热涂层，以便延长它们的使用寿命。

最后，应当概括出上述冷却系统所共有的一些优点。由于转动冷却回路的封闭循环布置，排除了对具有水处理装置的独立回路的需求。可以将静止冷却回路与通常已经设置在炉处的闭环冷却回路充分集成。该冷却系统不存在任何明显的易损件。维护频率降低且费用减少。由于并非专门通过重力来传输流体，因此转动冷却回路中的压降或流阻的重要性降低。因此，可以使用诸如适于手工弯曲的小直径铜管的低成本且易于安装的管道。可以相对于现有技术提高转动冷却回路的最大操作温度。实际上，首先，可以在封闭循环中使用较昂贵的冷却剂，从而可避免转动冷却回路中的任何有害沉积物，并且其次，由于转动回路的封闭回路构造，因而可以对其中的冷却剂增压，以提高其汽化点。

Claims (17)

1.一种装配有冷却系统的用于竖炉的转动加料装置，其中，所述转动加料装置包括用于转动分配装置的可转动支撑件以及用于所述可转动支撑件的静止壳体；并且其中，所述冷却系统包括以随所述可转动支撑件转动的方式固定的转动冷却回路以及位于所述静止壳体上的静止冷却回路；

其特征在于，

传热装置，所述传热装置包括构造成由流经所述静止冷却回路的冷却流体冷却的静止传热件，并且包括构造成由在所述转动冷却回路中循环的独立冷却流体加热的转动传热件，所述传热件以面对的关系来布置且在所述传热件之间具有传热区域，以便通过穿过所述区域的对流和/或辐射来实现传热，而不会混合所述独立冷却流体。

2.根据权利要求1所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被构造成封闭式回路。

3.根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被构造成闭环自然对流回路。

4.根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路包括至少一个热管。

5.根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被构造成闭环强制对流回路。

6.根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被构造成闭环蒸汽压缩制冷循环。

7.根据权利要求2所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路被构造成吸附冷却单元。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路包括至少一个泵或压缩机，所述泵或压缩机通过由所述可转动支撑件的转动而驱动的机构被机械地供以动力。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路包括至少一个泵或压缩机，所述泵或压缩机通过由所述可转动支撑件的转动而驱动的发电机供电的电池、或通过滑动接触、或通过非接触感应电流传输中的一种被电力地供以动力。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的加料装置，其中，所述静止冷却回路是所述竖炉的闭环冷却回路的一部分，用以带走传递至所述静止传热件的热量。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的加料装置，其中，在所述转动传热件或静止传热件中设置有至少一个凹槽，并且在所述静止传热件或转动传热件中设置有至少一个相应的突起，所述凹槽和所述突起装配在一起以便为所述传热区域提供弯曲的竖直截面。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的加料装置，其中，所述转动传热件和所述静止传热件中的每一个均包括环状底座部以及从所述底座部横向地突出的至少一个突起，所述突起以面对的关系布置并装配在到一起以便为所述传热区域提供弯曲的竖直截面。

13.根据权利要求11或12所述的加料装置，其中，所述传热区域至少部分地填充有导热液体。

14.根据权利要求13所述的加料装置，其中，所述转动传热件和/或所述静止传热件的至少一个突起包括用于使所述导热液体产生湍流的装置。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的加料装置，其中，所述传热区域的横向宽度在0.5-3mm的范围内。

16.根据前述权利要求中任一项所述的加料装置，其中，所述转动冷却回路包括用于冷却由所述可转动支撑件支撑的转动分配槽的回路部分。

17.一种鼓风炉，所述鼓风炉包括根据前述权利要求中任一项所述的装配有冷却系统的加料装置。

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