CN102933311B - 涡流探测器支撑件和包括这种支撑件的旋流器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来将涡流探测器（4）固定在旋流器（1）的入口区域（2）中的涡流探测器支撑。为了这个目的，设置环（5），该环包围从旋流器（1）的入口区域（2）引出的废气导管（3）。通过环（5）中的开口（5c），螺栓（7）可以进入涡流探测器（4）或进入可以与涡流探测器连接的支撑元件（6）。

Description

涡流探测器支撑件和包括这种支撑件的旋流器

技术领域

本发明涉及一种用来将涡流探测器固定在旋流器的入口区域中的涡流探测器支撑件，该旋流器包括从入口区域引出的废气导管。此外，本发明涉及一种具有这种涡流探测器支撑件的旋流器。

背景技术

旋流器（cyclone）是用于诸如矿石的固体的处理的离心分离器，该离心分离器例如布置在流化床反应器的下游，以便从废气流分离固体。这种反应器的废气部分地具有超过1000℃的温度。除了废气流中夹带的固体引起的研磨应力外，旋流器及其部件还暴露到高的热应力。

涡流探测器是例如耐高温的钢的管，该管通常从上方居中地延伸到旋流器的入口柱（入口区域）中，并且被从固体释放的废气通过该管从位于入口气缸下方的旋流器的圆锥形区域被引入废气导管中。在用于固体的处理的布置在流化床反应器的下游的旋流器中，涡流探测器可以具有数米的长度和数百公斤的重量。由于除了重量载荷外，高的动态载荷也由于废气流而作用在涡流探测器上，因此必须高度要求浸没管支撑件，即涡流探测器的固定装置。

为了这个目的，至今已知将保持器安装在旋流器的片材金属壳体上，以借助旋流器的耐热内部衬里保护保持器，并且因此从这些保持器悬挂涡流探测器。由于高的应力，在长期的操作期间，可能发生涡流探测器支撑件的故障，使得涡流探测器支撑件必须被更换（如果有必要）。因此在已知的涡流探测器支撑件中，要求每一个保持器必须从旋流器衬里的耐热混凝土榫接出（mortise out）并且由新的保持器代替。这涉及相当大量的工作，例如因为必须在旋流器中建立脚手架，以便能够在旋流器的顶工作。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种如上面提及的改进的涡流探测器支撑件，该涡流探测器支撑件在操作中提供监视，可以以小的工作被更换并且具有增加的寿命。

根据本发明，这个目的基本上被实现，其中涡流探测器支撑件包括：与涡流探测器相关联的套管形支撑元件，该套管形支撑元件具有至少一个横向安装孔；包围支撑元件的环；和至少一个螺栓，该至少一个螺栓延伸穿过环的横向开口和支撑元件的安装孔，以便将环与支撑元件连接，其中支撑元件可以布置在废气管内。所述至少一个螺栓可以基本上径向地延伸穿过环的开口进入由环限定的空间中，其中径向地位于环内的螺栓的区域延伸到径向地布置在环内的支撑元件的安装孔中。

在原理上，环可以构成单独的部件，该单独的部件可以以包围废气导管的方式放置到旋流器上，使得废气导管位于环和支撑元件之间。在废气导管已经由合适的、特别地金属的材料构成且/或在旋流器附近具有对应的壳体的情况下，单独的环可以被省去或者可以是废气导管的组成部分，其中螺栓穿过气体导管的片材金属壳体中的至少一个开口。

本发明的重要方面在于，涡流探测器支撑件不再完全固定在旋流器内，而是大部分布置在旋流器外部。因此，涡流探测器支撑件的重要部分不再直接暴露到旋流器的机械和热载荷。此外，涡流探测器支撑件的更换性被改进，因为可从旋流器外部接近该涡流探测器支撑件，使得涡流探测器支撑件的更换不再必须在旋流器内进行。根据本发明的涡流探测器支撑件的基本原理，优选多个螺栓从外部延伸通过可以是废气导管的一部分的环，进入涡流探测器或其支撑元件，并且因此将涡流探测器悬挂在废气管道中。这将涡流探测器支撑件实现为简单且稳固的构造，该涡流探测器支撑件可以以低的成本被制造并且可以容易地且以可以容易接近的方式被安装和拆卸。本发明的涡流探测器支撑件的另一优点在于，涡流探测器的悬挂是很大程度上没有力矩的，由于除了重力，没有载荷必须被涡流探测器的基体吸收，只要在旋流器的操作期间不存在另外出现的载荷。

根据本发明，支撑元件被理解为套管形部件，该套管形部件可以作为单独的部件与涡流探测器连接或者与涡流探测器成一体地形成。在后者情况中，例如，涡流探测器的上端部形成支撑元件，在该支撑元件中形成至少一个安装孔。与涡流探测器其余部分相比，支撑元件可以具有较大的壁厚度，以便补偿支撑元件中的至少一个安装孔引起的局部弱化，并且通过至少一个螺栓保证涡流探测器的安全悬挂。通过相应的尺寸设计，一个螺栓可能在原理上足以用来固定涡流探测器，但为了稳定的支撑，至少三个螺栓是优选的。螺栓的数量也主要取决于涡流探测器直径，并且因此取决于涡流探测器重量，但也取决于最大可容许操作温度和相关材料强度。对于涡流探测器的无力矩悬挂，优选的是，螺栓特别地均匀地分布在环或支撑元件的周边周围。这可以是例如六个或八个螺栓。

根据本发明的第一实施例，至少一个螺栓在其径向地位于环外部的侧部上与盖刚性连接，因此该盖以可释放的方式与环连接。环上的盖的可释放性允许螺栓的快速更换。该盖用于将作用在螺栓上的力和力矩引入到环和/或废气导管中。为了盖与其余螺栓的刚性连接，例如，可以焊接其。

当环与至少从该开口向外延伸的管刚性连接时，该管以可释放的方式与螺栓连接，该螺栓可以特别容易地并且以可从外部容易地接近的方式连接到环。此外，这种设计提供螺栓和环之间的短的力通量。该管可以被焊接到环。

根据本发明的特别优选的实施例，该管包括凸缘，该凸缘以可释放的方式在管从环突出的端部与螺栓的盖连接。对于可释放的连接，管的凸缘可以例如螺钉连接到螺栓的盖。在安装的状态中，螺栓因此与环或旋流器及其外侧上的其废气导管牢固地连接，并且为了涡流探测器的连接，螺栓的内部自由端部突出到其安装孔中。这允许螺栓和涡流探测器的不受阻碍的热膨胀变为可能。

根据另外实施例，在螺栓和包围螺栓的管之间沿螺栓的径向方向至少部分地设置间隙。因此，螺栓不完全靠在管的内部上，使得力或力矩吸收不是由伸缩地一个在另一个内的螺栓和管实现。

涡流探测器支撑件的这种构造使得螺栓例如具有近似矩形的横截面。螺栓可以提供用于涡流探测器的充分大的支撑表面，并且也可以通过将两个U型部分彼此焊接以非常坚固且简单的方式被制造。然而，例如，管可以设计成圆柱形。

这允许绝缘材料布置在螺栓和管之间，这最小化管和环的热应力。替代地或另外地，螺栓的内部也可以填充有绝缘材料。优选地，螺栓的内部填充有绝缘混凝土，其中螺栓的径向内侧可以另外设置有腐蚀保护件。管和螺栓之间的空间例如可以填充有矿物棉。

为了提高本发明的涡流探测器支撑件的强度，该涡流探测器支撑件可以设置有冷却设备。例如，冷却装置可以配置在螺栓内，使得螺栓可以制造成具有较差的高温耐受性并且因此由较廉价的材料制成。涡流探测器支撑件的其它部件也可以设置有冷却装置。由于涡流探测器支撑件的部件的大部分不布置在旋流器内，因此这种冷却最多对通过废气导管排出的热气体的另外的能量利用具有小的影响。

为了监视涡流探测器支撑件，可能有利的是，螺栓和/或涡流探测器支撑件的其它部件设置有传感器。例如，热电偶可以布置在螺栓上以便在操作中监视材料温度。此外，可以安装应变计，例如，以便确定作用在支撑件上的力。这些传感器的测量值也较早地启示旋流器的其它部件的可能故障。此外，应变计可以在组装期间用于检测公差和安装不精确，并且甚至在开始操作前补偿公差和安装不精确。

此外，本发明涉及一种具有这种涡流探测器支撑件的旋流器。特别地，旋流器被提供作为例如用于矿石的热处理的流化床反应器的离心分离器。例如，旋流器包括圆柱形设计的入口区域，供应导管切向地通到该入口区域并且废气导管从该入口区域分出。突出到入口区域中的涡流探测器通到废气导管。涡流探测器在旋流器的入口区域中的连接被实现，其中从外部包围旋流器的废气导管的环布置在入口区域上或其自身是废气导管的一部分。所述至少一个螺栓延伸穿过环的开口，并且穿过废气导管的壁进入涡流探测器的支撑元件的安装孔，该涡流探测器的支撑元件布置在环内并且在废气导管内。

附图说明

下面将参考附图并且通过实施例详细说明本发明。描述且/或示出的所有特征本身形成本发明的主题，而与它们包括在权利要求中或它们的回引无关。在示意图中：

图1示出具有本发明的涡流探测器支撑件的旋流器的一部分的剖视透视图，

图2示出具有涡流探测器和涡流探测器支撑件的图1的旋流器的废气导管的剖视图，

图3示出如图1和2中示出的涡流探测器支撑件的螺栓的透视图，

图4示出如图1和2中示出的涡流探测器的透视图，并且

图5示出根据另外实施例的涡流探测器支撑件的螺栓的剖视图。

具体实施方式

图1示出具有近似圆柱形入口区域2的旋流器1的上部，用于载有固体的热废气的未示出的供应导管通到该入口区域。废气导管3从旋流器1的入口区域2在图中近似居中地分出到顶部，涡流探测器4通到该废气导管3，该涡流探测器的下端部在该图中延伸到旋流器1的入口区域2中。旋流器1和废气导管3装衬有耐热材料并且涡流探测器4由可以经受达到1100℃的温度的金属制成。

废气导管3由外部片材金属壳体5和内部衬里形成，其中片材金属壳体5也用于连接涡流探测器4。替代地，废气导管3可以由单独的环从外部包围。因此，术语“环”和“片材金属壳体”在下面都用于指附图标记5，该附图标记5指代可能与废气导管或废气导管的壳体的区域连接的环。

在示出的实施例中，片材金属壳体5与旋流器1的上顶5a连接。如果必要，可以另外设置凸缘状底部，该凸缘状底部靠在旋流器1的上表面上。此外，肋5b被设置用于片材金属壳体5的环和旋流器顶5a的底部之间的加强。在片材金属壳体5的环中，形成多个径向开口5c，该多个径向开口绕周边均匀地分布。以相同的方式，在废气导管3的陶瓷衬里中也设置通孔，这些通孔至少基本上与环5的开口5c一致。旋流器顶也可以设计为没有肋的中凹的端部或设计为圆锥体。

在图中，涡流探测器4在其上端部与支撑元件6连接，该支撑元件构成布置在废气导管3中的套管。如从图2的视图可得到的，支撑元件6的壁厚大于其余的涡流探测器4。与图1和2中示出的实施例中不同，支撑元件6也可以是涡流探测器4的一体部分。还如图4中示出的，在支撑元件6中设置多个安装孔6a，该多个安装孔基本上与开口5c和废气导管3中的通孔对齐。

在示出的实施例中，图2和3中详细地示出的螺栓7延伸穿过开口5c的每一个，该螺栓从外部延伸穿过开口5c，通过废气导管3的通孔，达到涡流探测器4或支撑元件6的安装孔6a。在示出的实施例中，螺栓7具有近似正方形横截面并且通过将两个U型部分7a、7b焊接在一起而形成。如图2中示出的螺栓7的右边外侧上，螺栓例如通过焊接与盖7c刚性连接。

螺栓7的内腔填充有绝缘材料，例如填充有绝缘混凝土8a。如图2中示出的左边内侧上，另外设置腐蚀保护层8b。在示出的实施例中，螺栓7也被绝缘材料（例如，矿物棉8c）部分地包围。在图2中，为废气导管3的内侧另外设置有绝缘层8d，例如，耐热衬里。

环或片材金属壳体5的开口5c与圆柱形管9连接，该圆柱形管从图2中的片材金属壳体5向左伸出和向右延伸出进入废气导管3的通孔。管9例如通过焊接与环或片材金属壳体5刚性连接。图2中的左边外侧上，管9与凸缘9a刚性连接，该凸缘通过多个螺钉10以可释放的方式与螺栓7的盖7c连接。因此，涡流探测器4的重力通过螺栓7、其盖7c和凸缘9a以及管9被引入片材金属壳体5或可能地被引入单独的环。因此，在支撑件的冷的部分中实现力吸收。操作中发生的热膨胀在产生热膨胀的热的部分中被直接补偿。此外，螺栓7可以相对于涡流探测器4运动，这是由于螺栓7仅仅穿过支撑元件6的安装孔6a。因为涡流探测器和气体导管的内侧之间的窄的间隙，用于防止涡流探测器滑动脱开保持器的锁定装置是不必要的。

图中示出的涡流探测器支撑件的特征不仅在于高的坚固性和简单且廉价的构造，而且特别地提供螺栓7的快速更换。可以从旋流器1的外侧容易地接近该螺栓，并且为了更换螺栓7，仅仅需要释放螺钉连接件10并且从管9抽出螺栓。因此，与涡流探测器的已知固定装置相比，这种涡流探测器支撑件增加设备实用性，这是由于不仅涡流探测器支撑件的故障通过基本上位于废气导管3外部的部件而最小化，而且更换涡流探测器4的固定装置所需的时间和组装工作的量被减小。示出的涡流探测器支撑件不仅适合于要被新制造的旋流器，而且也可以在已经存在的设备中改型。

图5中示出的螺栓基本上形成为与图1到4的实施例相同。此外，螺栓7’包括应变计11，该应变计可用于监视涡流探测器支撑件，并且在组装期间用于涡流探测器的对齐。与应变计11连接的导管可以被引导过凸缘9a。在图5的实施例中，还设置导管12，热测量探针可以被引导过该导管。原则上，所有或仅仅单个螺栓可以配备有至少一个传感器，例如，应变计11、热测量探针或类似物。在螺栓7’的内部中，可以设置例如V形锚固件13，以便将绝缘混凝土8a和/或腐蚀保护件8b锚固在螺栓中。

附图标记清单：

Claims (9)

1.一种用来将涡流探测器(4)固定在旋流器(1)的入口区域(2)中的涡流探测器支撑件，所述旋流器包括从所述入口区域(2)引出的废气导管(3)，所述涡流探测器支撑件包括与所述涡流探测器(4)相关联的套管形的支撑元件(6)，所述支撑元件能够布置在所述废气导管(3)内，所述支撑元件具有至少一个横向安装孔(6a)；包围所述支撑元件(6)的环(5)，所述环能够放置到所述旋流器(1)上以便包围所述废气导管(3)或集成在所述废气导管中；和至少一个螺栓(7,7’)，所述至少一个螺栓延伸穿过所述环(5)的横向开口(5c)和所述支撑元件(6)的安装孔(6a)以便将所述环(5)与所述支撑元件(6)连接，其特征在于，所述螺栓(7,7’)和所述支撑元件(6)的安装孔(6a)各具有近似矩形的横截面；所述至少一个螺栓(7,7’)在其位于所述环(5)或所述废气导管(3)的径向外部的侧部上与盖(7c)刚性连接，所述盖以可释放的方式与所述环(5)连接。

2.根据权利要求1所述的涡流探测器支撑件，其特征在于，所述废气导管(3)的所述环(5)和/或片材金属壳体与管道(9)刚性地连接，所述管道至少从所述废气导管(3)或所述环(5)的开口(5c)向外延伸，所述管道以可释放的方式与所述至少一个螺栓(7,7’)连接。

3.根据权利要求2所述的涡流探测器支撑件，其特征在于，所述管道(9)在其从所述环(5)或片材金属壳体突出的端部包括凸缘(9a)，所述凸缘以可释放的方式与所述至少一个螺栓(7,7’)的盖(7c)连接。

4.根据权利要求2或3的任一项所述的涡流探测器支撑件，其特征在于，沿所述至少一个螺栓(7,7’)的径向方向在所述至少一个螺栓和包围所述至少一个螺栓(7,7’)的所述管道(9)之间至少部分地设置间隙。

5.根据权利要求1所述的涡流探测器支撑件，其特征在于，所述至少一个螺栓(7,7’)填充有绝缘材料且/或被绝缘材料包围。

6.根据权利要求1所述的涡流探测器支撑件，其特征在于，与所述至少一个螺栓(7,7’)相关联的冷却装置。

7.根据权利要求1所述的涡流探测器支撑件，其特征在于，所述至少一个螺栓设置有温度和/或应变传感器(11,12)。

8.一种旋流器，具有入口区域(2)，供应导管切向地通到所述入口区域，并且废气导管(3)从所述入口区域分出来，涡流探测器(4)通到所述废气导管，所述涡流探测器突出到所述入口区域(2)中，其特征在于，所述涡流探测器通过根据前述权利要求的任一项的涡流探测器支撑件固定在所述入口区域(2)中，其中所述环(5)布置在所述入口区域(2)的外部上，以便包围所述废气导管(3)或者集成在所述废气导管中作为片材金属壳体，并且所述至少一个螺栓(7,7’)延伸穿过所述环(5)或片材金属壳体的开口(5c)，并且穿过所述废气导管(3)直到进入所述涡流探测器(4)的支撑元件(6)的安装孔(6a)内，所述支撑元件径向地布置在所述环(5)或片材金属壳体内且在所述废气导管(3)内。

9.根据权利要求8所述的旋流器，其特征在于，所述旋流器是一种流化床反应器的离心分离器。