CN104567477A - 一种粉体用管道传热式空气冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉体用管道传热式空气冷却器，包括有箱型的外壳体，其特征在于：外壳体上设有进料口和出料口，出料口部位安装有粉体输送设备，所述外壳体内设置有若干通气管道，通气管道的两端分别穿过外壳体并连通到外壳体的外部。本发明的粉状物料在冷却器内部的流动速度低，带来的磨损小。冷却介质为空气，也不会产生磨损。冷却介质冷却前后都还是干净的空气，可以不经处理直接排放，取之不尽用之不竭。次生资源、次生能源消耗少，占地小、投资少、能耗低、可靠性高、维护费用低。

Description

一种粉体用管道传热式空气冷却器

技术领域

    本发明涉及粉体冷却技术，具体是一种粉体用管道传热式空气冷却器。

背景技术

现有技术针对粉状物料的冷却主要是立筒螺旋式冷却器、斜槽式冷却器、复合式冷却器等，针对块状物料的冷却主要是单筒冷却器、多筒冷却器、篦式冷却器等。

可参阅中图分类号为：TQ172.622.4的期刊《四川水泥》中2008年第4期第8页的论文“几种水泥冷却方式的能效分析对比”一文中的“1.1立筒螺旋式冷却器”和“1.2斜槽式冷却器”等。

还可以参阅申请号为CN201310122101，公开（公告）号为CN103225959A的发明专利“一种空气冷却器”，以及申请号为CN201320670900，公开（公告）号为CN203561231U的发明专利“复合冷却式粉体冷却器”。

还可参阅中国建筑工业出版社1989年5月出版的图书号为：ISBN7-112-00388-1/TU.276图书《中小水泥厂设备工作者手册》第396页第2.5.5节“孰料冷却机”，包含第396页的“一、单筒冷却机”，第398页的“二、多筒冷却机”，以及第401页的“三、推动篦式冷却机”等。

现有的立筒螺旋式冷却器和斜槽式冷却器，一般用于对粉状物料的冷却，特别是对刚出磨的水泥成品等进行冷却。立筒螺旋式冷却器除了需要接通冷却水之外，还必须提供额外的动力进行搅拌，结构复杂，动力消耗大，容易因磨损导致漏水，如果漏水没有及时发现，还会导致水泥凝结，从而报废冷却器。冷却水需要构成再处理回路，增加额外的动力消耗。

现有的斜槽式冷却器，其上的粉体物料直线流动，速度太快。一方面，热管与物料的接触时间过于短暂，热量传递不充分，传热效果差。另一方面，热管与高速滑行的粉体物料直接接触，磨损问题很难解决。再者，需要专用冷却剂，需要另外消耗资源。

公开（公告）号为CN103225959A的发明专利“一种空气冷却器”，以及公开（公告）号为CN203561231U的发明专利“复合冷却式粉体冷却器”，都是用空气直接分散和冷却粉状物料，会产生大风量、高浓度的含尘气体需要再处理，需要配套大型的专用收尘设备，投资高、体积大、运行维护成本高，影响了技术的开发与推广。

现有的单筒冷却器、多筒冷却器、篦式冷却器等一般用于对高温的块状物料进行冷却，特别是对刚出窑的高温水泥孰料等进行在线冷却。该类设备除了需要提供强劲的冷却用风以外，还必须配备额外的动力源，用于带动运动部件做回转运动或者往复运动，结构复杂、设备笨重、占地面积大、投资高、效率低。

发明内容

本发明的目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种粉体用管道传热式空气冷却器。通过在冷却室内设置多路的通气管道，高温粉状物料在多路的通气管道之间的间隙中运行，并将热量传导给通气管道。而流动的空气则在通气管道内部运行，并带走通气管道传导过来的热量。通过通气管道的热传导，实现流动的空气对高温粉状物料的间接冷却。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种粉体用管道传热式空气冷却器，包括有箱型的外壳体，其特征在于：外壳体上设有进料口和出料口，出料口部位安装有粉体输送设备，所述外壳体内设置有若干通气管道，通气管道的两端分别穿过外壳体并连通到外壳体的外部。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，包括有箱型的外壳体，其特征在于：外壳体的底部区域设置有倾斜的透气层，透气层将外壳体内腔分割成上层的冷却室和下层的充气室，外壳体上设有与充气室连通的进气口；冷却室中设置有竖置的隔离板，隔离板底部和透气层之间留有空隙，隔离板将冷却室分割成粉体下行冷却区和粉体下行冷却区；所述外壳体上设有与粉体下行冷却区连通的进料口以及与粉体上行冷却区连通的出料口；所述外壳体内设置有若干通气管道，通气管道的两端分别穿过外壳体并连通到外壳体的外部。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述通气管道为水平布置、垂直布置、倾斜布置或弯曲布置。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述通气管道的横截面为圆形、椭圆形、多边形或不规则形状。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述通气管道的进风端设有一个或多个进风汇风管，出风端设有一个或多个出风汇风管。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：通气管道的进风端口设置有喷水、喷雾装置。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：外壳体的上部或顶部设有出风口。

一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述外壳体底部安装有称重传感器。

方案一中，包括有箱型的外壳体，所述外壳体的上部或者顶部设置有进料口，用于向外壳体内部喂入高温的粉状物料。所述外壳体上还设置有出料口，用于将冷却后的粉状物料排出冷却器。所述出料口的外部设置有粉体输送设备，用于将排出冷却器的粉状物料送离冷却器。所述外壳体的上部或顶部设置有排气口，用于排放冷却过程中伴生的含尘气体。所属外壳体上可以设置有检测设备，即称重传感器，用于检测外壳体内粉状物料的存储量。所述外壳体的内部设置有多路的通气管道，所述通气管道的两端穿过外壳体的墙壁，连通到外壳体的外部。将通气管道的一端连接到正压或者负压的空气源上，另外一端与大气相联通，或者将另外一端连接到反向压力的空气源上，为通气管道两端的空气制造压力差，以实现冷却用的空气在进风端口进入通气管道，在出风端口排出通气管道，最后直接排放到大气里，而不需要再对作为冷却介质的空气做其他的处理。高温的粉状物料从进料口喂入外壳体后，填充在多路的通气管道之间的间隙之中，并从进料口向出料口缓慢流动，最后从出料口排出冷却器。当高温的粉状物料在外壳体内缓慢流动时，与通气管道充分接触，并将热量传导给通气管道。同时在通气管道内部流过的冷却用的空气会带走传导过来的热量。这样，通过通气管道的热传导，流动的空气就能实现对高温的粉状物料的间接冷却。

所述的出料口设置在外壳体的底部，或者靠近底部的侧边，与箱型外壳体一起构成冷却室。所述出料口的外部设置有粉体输送设备，依据冷却室内部存储量的多少，定量的控制粉状物料从出料口排出冷却器。被排出冷却器的粉状物料就会腾出所占用的空间，位置稍高的临近区域的粉状物料就会自动填补这一空间，并带动更高位置的粉状物料从上往下运行，从而实现冷却室内部的粉状物料在多路的通气管道之间的间隙里缓慢运行，并从进料口向出料口有序流动。

外壳体上设置的检测设备，用于检测冷却室内粉状物料的存储量。出料口外部连接的粉体输送设备依据存储量的多少，定量的控制粉状物料的排出，并在冷却室内部保持一定的粉状物料的堆积，以保证粉状物料与通气管道的充分接触，并避免局部区域的粉状物料流速过快引发磨损问题。在冷却室内流动的粉状物料只会从上往下运行，不会从下往上运行。

方案二中，所述的出料口设置在箱型外壳体的上部侧边。所述外壳体的底部区域设置有透气层，所述透气层将箱型外壳体分割成上层的冷却室，和下层的充气室。所述下层充气室的外壁上设置有进气口，用于通入一定压力的空气，所述的一定压力的空气在自身压力的作用下穿过透气层，在透气层的上表面形成一层空气垫层。所述上层的冷却室的中部区域设置有隔离板，所述隔离板将冷却室分隔成粉体下行冷却区，和粉体上行冷却区。所述隔离板的底边与透气层之间留有一定高度的间隙，所述间隙使粉体下行冷却区与粉体上行冷却区在透气层附近实现互联互通。当高温的粉状物料从进料口喂入外壳体后，填充在下行冷却室里，在所述空气垫层的作用下，以流态化的方式存在，具备一定的流体特性。随着高温的粉状物料不停地从进料口喂入冷却器，当流态化的粉状物料的上平面高于出料口与外壳体相衔接部位的底边时，粉状物料就会从冷却室滑落到出料口，从出料口排出冷却器，临近区域的粉状物料就会自动填补所腾出的空间，并带动其他区域的粉状物料以流态化的方式从进料口向出料口有序流动。喂入冷却室的粉状物料先在粉体下行冷却区内从上往下运行，到达粉体下行冷却区的底部后，穿过隔离板底边与透气层之间的间隙，流动到粉体上行冷却区，并在流态化的粉状物料的内部压力的作用下，在粉体上行冷却区内从下往上运行。

喂入冷却室内的粉状物料，先从上往下运行，然后又在类似流体的内部压力的作用下，从下往上运行。只要满足充气室的空气压力足够、粉状物料流态化充分、冷却室和出料口内部畅通等条件，粉状物料的流出量与喂入量在一定范围内自动平衡，不需要外部干预。

所述通气管道的进风端口设置一个或多个汇风管，并连接到正压空气源上，出风端口直通大气，用于统一给多路的通气管道两端的空气制造压力差。也可以在所述通气管道的出风端口设置一个或多个汇风管，并连接到负压空气源上，进风端口直通大气，用于统一给多路的通气管道两端的空气制造压力差。还可以在进风端口连接到正压空气源上的同时，将出风端口连接到负压的空气源上，用于统一给多路的通气管道两端的空气制造压力差。冷却用的空气在通气管道两端的压力差的作用下，从进风端口进入通气管道内部，再从出风端口流出，并带走通气管道所携带的热量。通过通气管道的热传导，实现流动的空气对高温粉状物料的间接冷却。

本发明中可以在通气管道的进风端口附近设置喷水、喷雾装置，让水雾随着冷却空气在通气管道内流过，参与热量的传导，提高冷却效果。

本发明的优点是：

本发明的粉状物料在冷却器内部的流动速度低，带来的磨损小。冷却介质为空气，也不会产生磨损。冷却介质冷却前后都还是干净的空气，可以不经处理直接排放，取之不尽用之不竭。次生资源、次生能源消耗少，占地小、投资少、能耗低、可靠性高、维护费用低。

附图说明

图1为实施例一的主立面剖分示意图。

图2为实施例一的侧立面剖分示意图。

图3为实施例二的主立面剖分示意图。

图4为实施例二中对应的剖分线在左边的侧立面剖分示意图。

图5为实施例二中对应的剖分线在右边的侧立面剖分示意图。

图6为通气管道的横截面剖分示意图一。

图7为通气管道的横截面剖分示意图二。

图8为通气管道的横截面剖分示意图三。

具体实施方式

实施例一：

粉体用管道传热式空气冷却区，包括有箱型外壳体24，所述外壳体24的顶部设置有进料口22，用于向外壳体24内部喂入高温的粉状物料。所述外壳体24的底部或者靠近底部的侧边上设置有出料口28，用于排出冷却后的粉状物料。所述出料口28与外壳体24一起构成冷却室。所述外壳体4的底部设置有称重传感器27，用于检测外壳体24内部存储的粉状物料的多少。所述出料口28上设置有粉体输送设备29，粉体输送设备29根据外壳体24内存储的粉状物料的多少，定量的将冷却后的粉状物料送离冷却器。在这种结构里，粉状物料在冷却室内只向下运行，不向上运行。

所述外壳体24的内部设置有多路的通气管道25，所述通气管道25的两端穿过外壳体24的墙体，与外界相连通。可以在通气管道25的进风端口设置一个或者多个汇风管26，汇风管26连接到正压空气源上，而通气管道25的出风端口直通大气，用于统一向通气管道25两端的空气提供压力差。也可以在通气管道25的出风端口设置一个或者多个汇风管21，汇风管21连接到负压空气源上，而通气管道25的进风端口直通大气，用于统一向通气管道25两端的空气提供压力差。还可以在进风端口连接到正压空气源上的同时，将出风端口连接到负压的空气源上，用于统一给多路的通气管道25两端的空气制造压力差。在两端的压力差的作用下，冷却用的空气从进风端口进入通气管道，从出风端口排出通气管道，最后排放到大气里，并带走通气管道传递过来的热量。

所述外壳体24的上部或者顶部设置有出风口23，用于排放被高温的粉状物料裹挟带入冷却室的空气。

高温的粉状物料从进料口22喂入冷却室，填充在各个通气管道25之间的间隙里。输送设备29向外定量排放冷却后的粉状物料，附近的位置略高一点的粉状物料就会自动填补腾出来的空间，从而带动粉状物料从位置较高的进料口22向位置较低的出料口28缓慢有序的流动，并通过输送设备29送离冷却器。高温的粉状物料在流动过程中，与冷却室内布置的多路的通气管道充分接触，并将热量传递给通气管道，通气管道再将热量传递给内部流动的冷却用的空气，从而实现冷却空气对高温粉状物料的间接冷却。

实施例二：

粉体用管道传热式空气冷却区，包括有箱型外壳体4，所述外壳体4的顶部设置有进料口2，用于向外壳体4内部喂入高温的粉状物料。所述外壳体4的上部的侧边设置有出料口8，用于排出冷却后的粉状物料。所述外壳体4的底部区域倾斜设置有透气层13，位于进料口2一侧的透气层，比位于出料口8一侧的透气层位置略高，所述透气层13将外壳体4分割成上层的冷却室和下层充气室16。所述下层充气室16的外箱体上设置有进气口17，用于通入一定压力的空气，所述的一定压力的空气在自身压力的作用下穿过透气层13，在透气层13的上表面形成一层空气垫层。所述上层的冷却室的中部区域设置有隔离板12，所述隔离板12将冷却室分隔成粉体下行冷却区10和粉体上行冷却区11。所述进料口2与粉体下行冷却区10相连，所述出料口8与粉体上行冷却区11相连，所述隔离板12的底边与透气层13之间留有一定高度的间隙，所述间隙使粉体下行冷却区10与粉体上行冷却区11在透气层附近实现互联互通。

当高温粉状物料从进料口2喂入了冷却室之后，落入透气层13的上表面。在透气层上表面存在的空气垫层的作用下，粉状物料以流态化方式存在，具备一定的流体特性。如果流态化的粉状物料没有及时排出冷却室，随着高温的粉状物料的不断从进料口喂入，流态化的粉状物料的上平面不断向上抬升，并不断穿过隔离板下边缘的间隙，从粉体下行冷却区向粉体上行冷却区流动，并平衡隔离板两边流态化粉状物料对透气层形成的压力。随着流态化的粉状物料的上表面的逐渐抬升，当粉状物料的上表面高于出料口8与外壳体4衔接面底边时，粉状物料就会滑落到出料口并排出冷却器，临近区域的粉状物料就会自动填补所腾出的空间，并带动其他区域的粉状物料以流态化的方式从进料口向出料口有序流动。在这种结构里，粉状物料先从上向下运行，到达冷却室的底部，然后在类似流体内部压力的作用下，再从下向上运行，最后排出冷却室。

所述外壳体4的内部设置有多路的通气管道5，所述通气管道5的两端穿过外壳体4的墙体，与外界相连通。可以在通气管道5的进风端口设置一个或者多个汇风管6，汇风管6连接到正压空气源上，而通气管道5的出风端口直通大气，用于统一向通气管道5两端的空气提供压力差。也可以在通气管道5的出风端口设置一个或者多个汇风管1，汇风管1连接到负压空气源上，而通气管道5的进风端口直通大气，用于统一向通气管道5两端的空气提供压力差。还可以在进风端口连接到正压空气源上的同时，将出风端口连接到负压的空气源上，用于统一给多路的通气管道5两端的空气制造压力差。在两端的压力差的作用下，冷却用的空气从进风端口进入通气管道，从出风端口排出通气管道，最后排放到大气里，并带走通气管道传递过来的热量。

所述外壳体4的上部或者顶部设置出风口3，用于排放被高温的粉状物料裹挟带入冷却室的空气，以及从充气室16穿过透气层13进入冷却室的气体。

所述通气管道可以水平布置，或者垂直布置，也可以倾斜布置，还可以弯曲布置。

所述通气管道的横截面可以是圆形或者椭圆形，也可以是多边形，还可以是不规则形状。

可以在通气管道的进风端口附近设置喷水、喷雾装置，让水雾随着冷却空气在通气管道内流过，参与热量的传导，以期提高冷却效果。

Claims (8)

1.一种粉体用管道传热式空气冷却器，包括有箱型的外壳体，其特征在于：外壳体上设有进料口和出料口，出料口部位安装有粉体输送设备，所述外壳体内设置有若干通气管道，通气管道的两端分别穿过外壳体并连通到外壳体的外部。

2.一种粉体用管道传热式空气冷却器，包括有箱型的外壳体，其特征在于：外壳体的底部区域设置有倾斜的透气层，透气层将外壳体内腔分割成上层的冷却室和下层的充气室，外壳体上设有与充气室连通的进气口；冷却室中设置有竖置的隔离板，隔离板底部和透气层之间留有空隙，隔离板将冷却室分割成粉体下行冷却区和粉体下行冷却区；所述外壳体上设有与粉体下行冷却区连通的进料口以及与粉体上行冷却区连通的出料口；所述外壳体内设置有若干通气管道，通气管道的两端分别穿过外壳体并连通到外壳体的外部。

3.根据权利要求1或2所述的一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述通气管道为水平布置、垂直布置、倾斜布置或弯曲布置。

4.根据权利要求1或2所述的一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述通气管道的横截面为圆形、椭圆形、多边形或不规则形状。

5.根据权利要求1或2所述的一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述通气管道的进风端设有一个或多个进风汇风管，出风端设有一个或多个出风汇风管。

6.根据权利要求1或2所述的一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：通气管道的进风端口设置有喷水、喷雾装置。

7.根据权利要求1或2所述的一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：外壳体的上部或顶部设有出风口。

8.根据权利要求1所述的一种粉体用管道传热式空气冷却器，其特征在于：所述外壳体底部安装有称重传感器。