CN103124888B - 用于处理颗粒材料床的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用在床的底部结构中的用于冷却颗粒材料的装置，其中，所述装置包括框架，所述框架包括用于将所述装置紧固到所述底部结构上的部件，其中，在所述框架中设置有主开口和辅助开口，其中，所述主开口和所述辅助开口允许冷却空气流经所述框架并且因此流经所述底部和颗粒材料床，摆式板可枢转地设置在一轴上，以便所述摆式板能够枢转并且因此或多或少地封堵所述主开口，并且所述摆式板被朝向允许尽可能多地打开所述主开口的位置偏置。

Description

用于处理颗粒材料床的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于利用空气冷却支承在空气分配底部上的颗粒材料床的方法，其中，经由管道将空气以隔开的（sectionalised）方式从一个或若干个位于下面的隔间引导至空气分配底部和颗粒材料床并且向上穿过这两者，同时水平地或者稍稍倾斜地将颗粒材料从空气分配底部的入口端输送至空气分配底部的出口端。
本发明还涉及一种用于实施根据本发明的方法的装置和设备。
背景技术
包括空气分配底部的设备的示例是用于冷却的冷却机，例如用于冷却水泥熟料的冷却机。在这种冷却机中，主要的目的是在熟料和冷却空气之间达到满意的热交换程度，从而基本上所有的包含在热熟料中的热能都能返回到冷却空气中的炉系统，同时在接近室温的温度下将熟料从冷却机中排出。达到满意的热交换程度的先决条件是：流过熟料的冷空气是限定良好的并且是非常均匀的。
然而，关于从安装在冷却机之前的炉中排出的水泥熟料的冷却，出现了熟料在冷却机的宽度上不总是分布均匀的问题。或者，熟料分布出现以下的趋势：较大的熟料块主要位于冷却机的一侧，而细小的熟料块位于另一侧。此外，熟料床的厚度在冷却机的纵向和横向上都有变化。因为与穿过较细的熟料块和/或较厚的床相比，冷却空气更易穿过较大的熟料块和/或较薄的床，并且因为非常自然地冷却空气将总是流过阻力最小的路径，所以熟料的任何这种不均匀分布都会导致不能充分冷却较细的熟料，因此导致在冷却机中形成热区，也就是所谓的“红河”。熟料的这种不均匀分布也将导致冷却空气将在阻力最小的区域中较多地冷却熟料，这是由于较大量的空气流过该区域中的熟料床。冷却机的热交换效率对于使得空气在与熟料进行热交换之后以尽可能高的温度返回到处理是很必要的。
当一个区域具有如上所述的较薄熟料床时，该区域变成空气流过的优先路径，这是因为整个熟料床中的压差较小。为了也在该区域内获得均匀的气流，有必要在格栅板下面的气流调节装置中添加一个额外的流阻。该装置中的额外流阻应该与穿过熟料层的流阻的损失相同。因此，穿过该装置和熟料床的总流阻将变得恒定，并且气流也恒定。
在已撤回的专利EP0848646/WO1997007881中，机械气流调节器已被授予专利权，其中，直接响应于气流条件而可自动地移动各个气流调节器的连续调节。
有时炉操作变得不稳定，并且炉排出较大量的熟料。在此情况下，操纵者将优选地加入更多的冷却空气，从而仍然实现将较冷的熟料排出冷却机。
在EP0848646中，装置中的压力损失将变得很高，因为现在装置中的孔口面积较小，并且供给冷却空气的风扇必须克服该压力损失。在实际情况中，如果能够处理上述的操作的话，风扇的设计尺寸将变得过大。
在所有的正常操作期间，使得生产速率（每分钟熟料kg数）和空气速率（每分钟空气kg数）之间具有大致恒定的关系是重要的。因此，当生产速率改变时，气流速率设定（每分钟每平方米空气kg数）也应该改变。
发明内容
本发明将在上述的条件下获得期望的熟料冷却，而没有过大的风扇设计，在此之前，EP0848646不能实现该期望的熟料冷却。
本发明将获得容易的气流速率调节，而不改变设备的任何部件，因此能够获得用于不同的生产速率等的最优热交换。
本发明通过提供如下的一种装置来解决这些问题：该装置用在床的底部结构中用于冷却颗粒材料，其中，所述装置包括框架，所述框架包括用于将所述装置紧固到所述底部结构上的部件，其中，在所述框架中设置有主开口和辅助开口，其中，所述主开口和所述辅助开口允许冷却空气流经所述框架并且因此流经所述底部和颗粒材料床，摆式板（pendulum plate）可枢转地设置在轴上，以便所述摆式板能够枢转并且因此或多或少地封堵所述辅助开口，并且所述摆式板被朝向允许尽可能多地打开所述辅助开口的位置偏置。
利用该装置所实现的是，熟料床中的气压降将导致所述摆式板枢转并且因此调节被允许流经所述装置的空气的量。
通过还设置所述装置的不受所述摆式板影响的区域，能够一直保证基本的气流。所述摆式板超向最大开口的偏置将保证较快地响应熟料床层的厚度的变化以及因此保证气流的自动调节机制，从而一直实现最优的冷却。
在另一有利的实施例中，在所述框架中设置有闸板（shutter plate），其中，能够在所述闸板不封堵所述主开口和/或辅助开口的位置或基本上完全封堵所述主开口和/或辅助开口的位置之间无级地调整所述闸板。所述闸板用于调节不受所述摆式板影响的开口区域的气流以及调节其中所述摆式板通过从非封堵位置枢转到任意适当的位置直到基本上封堵开口来改变气流面积的区域的气流，以便根据冷却机中的产品的尺寸以及所述装置在冷却机中的位置，通过改变闸板的位置能够调节预设的气流。
在本发明的进一步有利的实施例中，所述闸板的与所述辅助开口相对应的部段具有曲线形状，其中，该曲线形状大致与所述摆式板的端部所划过的半径相对应。
以此方式，实现了：所述摆式板根据通过熟料床的压降提供了气流的或多或少的改变，并且同时整个装置所占据的空间减小。
本发明此外还涉及用于冷却颗粒材料的床的设备，所述设备包括空气分配底部，所述空气分配底部利用来自于一个或更多个隔间的空气，所述隔间以隔开的方式将空气向上引导通过所述颗粒材料，借助于一装置来调节流经各个部段的气流。分配底部典型地以如下的方式构造：熟料将不会从所述底部掉落到所述隔间中，但是允许冷却空气通过所述颗粒材料。根据隔间的尺寸和流经颗粒材料床特别是流经熟料床的期望气流，每个隔间在冷却机的特定位置处可以包括一个或更多个根据本发明的装置。应当理解，单位面积上的装置的数量/密度在整个冷却设备中可以发生变化，从而在从冷却装置中排出颗粒材料之前，实现颗粒材料的最优冷却。
在进一步有利的实施例中，所述闸板能够在由一轴的中心线所限定的方向上重新定位，由此增大或减小主开口和/或辅助开口，并且为每个新的位置提供新的气流速率。
该重新定位在如下的情况下尤其有意思：冷却装置被用于处理或多或少的材料或者用于处理不同种类的材料，从而进入隔间并且因此穿过冷却机的底部的整个气流能够针对特定的目的而被重新调节。通过将闸板设置成可以沿着平行于一轴（所述摆式板围绕该轴转动）的线移动，能够比较容易地重新调节该装置自身中的气流开口，而无需重新构建所述装置。
本发明还涉及一种用于冷却由空气分配底部支承的颗粒材料的床的方法，所述空气分配底部利用来自于一个或更多个隔间的空气，所述隔间以隔开的方式将空气向上引导通过所述颗粒材料；借助于一装置来调节流经各个部段的气流，其中，摆式板绕一轴摆动；其中，所述装置包括主开口和辅助开口，其中，所述主开口的面积由闸板件调节，所述辅助开口具有双重调节机构，所述双重调节机构包括闸板和偏置的摆式板，所述闸板和所述偏置的摆式板用于调节所述辅助开口的开口面积。
自然地，该方法具有本发明的已经描述的所有优点。
在该方法的进一步有利的实施例中，所述摆式板能够摆动到闸板的上边缘上方，并且产生更大的用于气流的面积。在此情况下，气流不会遵循用于固定孔口开口的正常气流/流阻，正常气流/流阻一般是包括气流量的平方根的函数。在所述摆式板的该位置处的气流量是大致线性并且具有较大的增加。
一个重要的特征是：如在本发明的引言部分已经说明的，有时有必要将大量空气引入到冷却机中，迄今为止通过使用提供额外气流量的较大风扇实现了上述的目的。然而，该额外的气流量或者空气体积只在很少的情况下是必要的，因此相对于正常情况来说风扇的超容量将使得该设备昂贵，并且因此在正常操作期间该风扇具有与正常效率范围相比更低的效率。通过使得所述摆式板能够枢转到脱离闸板的位置并且因此基本上允许不受限的气流流过装置，本发明以非常简单和可靠的方式提供该附加功能而不需要使用额外的风扇容量，而仅是简单地通过增加流经装置的气流面积，从而允许更多的冷却空气流过冷却底部。
该方面在本发明的进一步有利的实施例中得到更加详细地说明：所述摆式板的偏置选择为使得在冷却床的正常操作期间，所述摆式板将不会枢转超过用于调节所述辅助开口的开口面积的闸板。通过调节偏置部件，在所述摆式板摆动到闸板的上边缘上方的情况下，该装置在正常操作期间位于初始已经设定的气流的范围之内，也就是，通过以使得所述装置中的气流开口处于期望的范围之内的方式相对于所述轴移动闸板，以及通过偏置所述摆式板使得其能够针对于待冷却的颗粒材料床的期望厚度来调节气流。
附图说明
以下参考附图将对本发明进行说明，其中：
图1示出了具有入口和出口的冷却机，
图2示出了装置的剖面图，
图3示出了装置的三维等轴测视图，
图4示出了装置的剖面图，
图5示出了不同闸板设置的气流曲线。
具体实施方式
图1示出了冷却机1，其包括入口端2和出口端3。冷却机连接到回转炉4，冷却机从该回转炉4中接收待冷却的热材料。来自于回转炉4的材料掉落在设置在冷却机1中的分配底部5上，并且该材料作为材料层6在分配底部5上借助于运输装置（未示出）从入口端2输送到出口端3。运输装置可以是但不限于往复格栅、往复杆或者地面行走装置。冷却机1在分配底部5下面包括一个或更多个隔间7，其中，每个隔间被供给来自风扇装置8的冷却空气。隔间7可以在冷却机1的纵向和横向上分成多个较小的隔间（未示出），如果这样分隔的话，冷却空气被供给到各个单独的隔间。分配底部5被分隔成大量的较小分配区域9（称为格栅板）。各个格栅板或者格栅板组装配有气流装置10。该气流装置10包括绕轴12转动的摆式板11，并且摆式板11由弹簧13强制打开。装置10的压力损失产生作用在摆式板11上的力（面积乘以压力）。摆式板11的中心点的力产生相对于轴12的力矩。在静止条件下，“压力”力矩等于来自于弹簧13的力矩，但是随着设备10的压力损失增加，摆式板11将渐渐地关闭。当设备10的压力损失增加时，孔口区域14的有效部分将减小。孔口区域14由如下的区域形成：
·辅助区域14a，当摆式板11改变位置时，摆式板11可或多或少地使该区域有效。
·主区域14b，摆式板11从不覆盖此区域。
操作者可以通过使闸板15在由轴12的中心线限定的方向上移动来重新定位闸板15，由此可以改变孔口区域14（辅助区域14a和主区域14b）。根据计算和经验，已经证实，气流特征值能够在整个操作区域上线性改变（通过重新定位闸板15），其中，装置10上的压力差是不同的。在需要大量的空气的炉操作条件下，摆式板11能够摆动超过闸板15的顶点16。因此，通过开缝的开口能够增加总的孔口面积，并且较大量的空气能够通过，而所述装置没有额外的压力损失。
图4示出了与参考图2所描述的装置对应的装置的剖面图。然而，在该情况下，摆式板11已经枢转超过了闸板15的上边缘16，从而摆式板11不会限制流经装置10的气流。参考图5，示出了取决于颗粒材料床上的压降而流经装置10的气流量。应当注意，这些曲线仅仅是示例性的，利用装置的各种尺寸和通气装置的不同容量能够实现很多其他的气流量。四条不同的线示出了闸板15相对于装置中的开口的不同位置，即，对应于不同的开口区域14a，参见图3。当炉如上所述变得不稳定时，颗粒材料床可能剧烈变化，如此，取代设置可以提供流经装置的额外的空气的大通风装置，摆式板11可以如图4所示枢转到在上边缘16处脱离闸板15的位置，由此允许由四条线20、21、22、23的右端示出的气流剧烈增加。这些线端部从位于50毫米H2O至300毫米H2O之间的大致线性区域向上上升到压力超过300毫米H2O的斜线区域的情况是如图4所示的摆式板11位于超过上边缘16的位置的情况，而50毫米H2O至300毫米H2O之间的线性区域与例如如图2所示的摆式板11重叠在闸板15上的各位置相对应。

Claims (9)

1.一种用在床的底部结构中的用于冷却颗粒材料的装置，其中，所述装置包括框架，所述框架包括用于将所述装置紧固到所述底部结构上的部件，其中，在所述框架中设置有主开口和辅助开口，其中，所述主开口和所述辅助开口允许冷却空气流经所述框架并且因此流经所述底部结构和颗粒材料床，摆式板可枢转地设置在一轴上，以便所述摆式板能够枢转并且因此或多或少地封堵所述辅助开口，并且所述摆式板被朝向允许尽可能多地打开所述辅助开口的位置偏置，在所述框架中设置有闸板，其中，能够在所述闸板不封堵所述主开口和/或辅助开口的位置或基本上完全封堵所述主开口和/或辅助开口的位置之间无级地调整所述闸板。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述闸板的与所述辅助开口相对应的部段具有曲线形状，其中，该曲线形状大致与所述摆式板的端部所划过的半径相对应。
3.根据任一前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述摆式板能够枢转超过所述辅助开口。
4.一种用于冷却颗粒材料(6)的床的设备，其特征在于，所述设备包括空气分配底部(5)，所述空气分配底部利用来自于一个或更多个隔间(7)的空气，所述隔间(7)以隔开的方式将空气向上引导通过所述颗粒材料(6)，借助于根据权利要求1至3中任一项所述的一个或更多个装置(10)来调节流经所述空气分配底部的各个部段(9)的气流。
5.根据权利要求4所述的用于冷却颗粒材料的床的设备，其特征在于，所述闸板(15)能够在由所述轴(12)的中心线所限定的方向上重新定位，由此增大或减小主开口和/或辅助开口，并且为每个新的位置提供新的气流速率。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，由所述主开口和所述辅助开口所限定的孔口区域由摆式板(11)的位置所限定的辅助区域(14a)以及与所述摆式板(11)的位置无关的主区域(14b)组成。
7.一种用于冷却由空气分配底部(5)支承的颗粒材料(6)的床的方法，所述空气分配底部(5)利用来自于一个或更多个隔间(7)的空气，所述隔间(7)以隔开的方式将空气向上引导通过所述颗粒材料(6)；借助于一装置(10)来调节流经所述空气分配底部的各个部段(9)的气流，其中，摆式板(11)绕轴(12)摆动；其特征在于，所述装置(10)包括主开口和辅助开口，其中，所述主开口的面积由闸板调节，所述辅助开口具有双重调节机构，所述双重调节机构包括闸板和偏置的摆式板，所述闸板和所述偏置的摆式板都调节所述辅助开口的开口面积。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述摆式板(11)能够摆动到所述闸板(15)的上边缘(16)上方，并且产生更大的用于气流的面积。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述摆式板(11)的偏置选择为使得在冷却床的正常操作期间，所述摆式板(11)将不会枢转超过用于调节所述辅助开口的开口面积的闸板。
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