CN105865198A - 一种组合式环形节能窑炉 - Google Patents

Abstract

一种组合式环形节能窑炉，包括窑体支撑架（1），其特征在于：所述窑体底座（2）的上表面中部同轴安装有环形轨道（3），窑体底座（2）上垂直等间距固定有多个门型固定架（4），窑体底座（2）上依次设置有预热段（7）、加热段（8）以及冷却段（9），位于预热段（7）上的侧壁框架上并排安装有多块加热保温窑壁模块（11），位于冷却段（9）的侧壁框架上并排安装有冷却回收窑壁模块（12），本发明结构合理，对窑炉的检修和部件的更换很方便，维修时更换的部件面积和体积都比较小，维修保养成本较低，耗费的时间较短，生产效率得到了提高，并且保温性能得到了提升，还能对热量进行回收利用，实现了热能的循环利用，节能效果显著。

Description

一种组合式环形节能窑炉

技术领域

本发明涉及一种节能窑炉，尤其涉及一种组合式环形节能窑炉，属于节能窑炉设备技术领域。

背景技术

目前大型窑炉一般采用直通式、分段式或隧道式结构，一般都需要分为多个加工位或加热处理区段。传统窑炉结构单一，保温性能以及热能的回收利用不佳，节能效果不显著。同时，现有窑炉多为固定式整体结构，窑炉在运转使用一定时间之后需要进行检修，检修和部件的更换非常不便。如果是窑体的保温层、炉衬、内壁等部位出现了损坏，还需要停产大修，维修时更换的部件面积和体积度比较庞大，维修保养成本较高，需要的耗费的时间较长，并且无法充分发挥窑炉的生产能力。

发明内容

本发明的目的是针对现有的窑炉结构单一，保温性能以及热能的回收利用不佳，节能效果不显著，同时窑炉的检修和部件的更换非常不便，维修时更换的部件面积和体积都比较庞大，维修保养成本较高，耗费的时间较长，生产效率有待提高的缺陷和不足，现提供一种结构合理，保温性能好，热能回收利用率得到了提高，而且窑炉的检修和部件的更换很方便，维修时更换的部件面积和体积都比较小，维修保养成本较低，耗费的时间较短，生产效率得到了提高的一种组合式环形节能窑炉。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种组合式环形节能窑炉，包括窑体支撑架，窑体支撑架的上端固定有环形底座，其特征在于：所述窑体底座的上表面中部同轴安装有环形轨道，窑体底座上垂直等间距固定有多个门型固定架，窑体底座的内环侧面上安装有内环侧壁框架，窑体底座的外环侧面上安装有外环侧壁框架，内环侧壁框架和外环侧壁框架分别安装在门型固定架上，窑体底座上依次设置有预热段、加热段以及冷却段，预热段与冷却段之间的区段为进出料活动口，位于预热段上的内环侧壁框架和外环侧壁框架上部通过铰链机构并排安装有多块加热保温窑壁模块，位于冷却段的内环侧壁框架和外环侧壁框架上部通过铰链机构并排安装有冷却回收窑壁模块，加热保温窑壁模块和冷却回收窑壁模块的下部设置有锁紧装置，冷却回收窑壁模块分别与余热回收装置相连接。

所述加热保温窑壁模块包括外壳体、隔热保温层、陶瓷纤维炉衬、铆接件、加热装置以及热辐射层，外壳体的内壁上设置有隔热保温层，隔热保温层的表面设置有多个加热装置，加热装置的外侧平铺并压实有多层陶瓷纤维炉衬，并且陶瓷纤维炉衬通过铆接件固定在外壳体上，陶瓷纤维炉衬靠近窑体内腔的外表面设置有热辐射层。

所述冷却回收窑壁模块包括外壳体，隔热保温层、集热管、水冷夹套以及吸热填充层，外壳体的内壁上设置有隔热保温层，隔热保温层的表面均匀铺设有相互连通的集热管，隔热保温层与集热管之间设置有水冷夹套，集热管和水冷夹套分别通过管路与余热回收装置相连接。

所述加热装置为微波管矩阵加热器，微波管矩阵加热器由多个微波加热管呈矩阵排布而成，陶瓷纤维炉衬上均匀安装有贯穿设置的传输微波的波导管，波导管通过发散斗或发散盘与热辐射层相连接。

所述加热装置为电磁加热装置，陶瓷纤维炉衬上贯穿设置有多个导磁加热通道或导磁加热组件，导磁加热通道或导磁加热组件与热辐射层相连接。

所述加热保温窑壁模块和冷却回收窑壁模块的两侧中部通过连接轴与抓钩杆的一端相连接，抓钩杆的另一端设置有弧形抓钩，加热保温窑壁模块和冷却回收窑壁模块内侧的内环侧壁框架以及外环侧壁框架上分别设置有固定横杆，固定横杆与抓钩杆上的弧形抓钩对应设置，弧形抓钩的圆弧直径大于固定横杆的直径。

所述抓钩杆由前段杆和后段杆组合而成，前段杆和后段杆之间通过弹簧伸缩件相连接，抓钩杆通过控制杆与锁紧装置上的活动手柄相连接。

所述进出料活动口的外侧设置有装载工位和卸载工位，装载工位通过弧形导入轨道与进出料活动口附近的环形轨道相衔接，卸载工位通过弧形导出轨道与进出料活动口附近的环形轨道相衔接。

本发明的有益效果是：

1．本发明采用了环形轨道窑炉的形式，窑体底座内依次设置有预热段、加热段以及冷却段，各区段之间设置有过渡间隙段，过渡间隙段内设置有隔热风机，最大程度避免了各加工位或加热处理区段之间的空气对流和热量损失。

2．本发明利用门型固定架和侧壁框架共同连接固定形成窑体框架，预热段和加热段的窑体框架上通过铰链机构并排安装有可以开启和关闭的加热保温窑壁模块，并在冷却段的窑体框架上通过铰链机构并排安装有可以开启和关闭的冷却回收窑壁模块，窑体在需要进行检修和维护时非常方便快捷，同时采用这种模块结构维修时更换的部件面积和体积都比较小，不需要大范围更换，维修保养成本较低。

3．本发明加热保温窑壁模块能够充当预热段窑体的侧壁和内胆，并且能够实现对预热段的加热升温以及保温，冷却回收窑壁模块构成了冷却段窑体的内壁和内胆，并且能够实现对冷却段内高温工件以及冷却段内部腔体的降温，还能对热量进行回收利用，实现了热能的循环利用，节能效果显著。

附图说明

图1是本发明窑体的加工段区划示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明加热保温窑壁模块的正面结构示意图。

图4是本发明加热保温窑壁模块安装后的断面示意图。

图5是本发明冷却回收窑壁模块安装后的断面示意图。

图6是本发明加热保温窑壁模块的放大图。

图7是本发明冷却回收窑壁模块的放大图。

图8是本发明抓钩杆组件的结构示意图。

图中：窑体支撑架1，窑体底座2，环形轨道3，门型固定架4，内环侧壁框架5，外环侧壁框架6，预热段7，加热段8，冷却段9，进出料活动口10，加热保温窑壁模块11，冷却回收窑壁模块12，铰链机构13，锁紧装置14，外壳体15，隔热保温层16，陶瓷纤维炉衬17，铆接件18，加热装置19，热辐射层20，集热管21，水冷夹套22，余热回收装置23，固定横杆24，抓钩杆25，连接轴26，弹簧伸缩件27。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1至图8，本发明的一种组合式环形节能窑炉，包括窑体支撑架1，窑体支撑架1的上端固定有窑体底座2，其特征在于：所述窑体底座2的上表面中部同轴安装有环形轨道3，窑体底座2上垂直等间距固定有多个门型固定架4，窑体底座2的内环侧面上安装有内环侧壁框架5，窑体底座2的外环侧面上安装有外环侧壁框架6，内环侧壁框架5和外环侧壁框架6分别安装在门型固定架4上，窑体底座2上依次设置有预热段7、加热段8以及冷却段9，预热段7与冷却段9之间的区段为进出料活动口10，位于预热段7上的内环侧壁框架5和外环侧壁框架6上部通过铰链机构13并排安装有多块加热保温窑壁模块11，位于冷却段9的内环侧壁框架5和外环侧壁框架6上部通过铰链机构13并排安装有冷却回收窑壁模块12，加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12的下部设置有锁紧装置14，冷却回收窑壁模块12分别与余热回收装置23相连接。

所述加热保温窑壁模块11包括外壳体15、隔热保温层16、陶瓷纤维炉衬17、铆接件18、加热装置19以及热辐射层20，外壳体15的内壁上设置有隔热保温层16，隔热保温层16的表面设置有多个加热装置19，加热装置19的外侧平铺并压实有多层陶瓷纤维炉衬17，并且陶瓷纤维炉衬17通过铆接件18固定在外壳体15上，陶瓷纤维炉衬17靠近窑体内腔的外表面设置有热辐射层20。

所述冷却回收窑壁模块12包括外壳体15，隔热保温层16、集热管21、水冷夹套22以及吸热填充层，外壳体15的内壁上设置有隔热保温层16，隔热保温层16的表面均匀铺设有相互连通的集热管21，隔热保温层16与集热管21之间设置有水冷夹套22，集热管21和水冷夹套22分别通过管路与余热回收装置23相连接。

所述加热装置19为微波管矩阵加热器，微波管矩阵加热器由多个微波加热管呈矩阵排布而成，陶瓷纤维炉衬17上均匀安装有贯穿设置的传输微波的波导管，波导管通过发散斗或发散盘与热辐射层20相连接。

所述加热装置19为电磁加热装置，陶瓷纤维炉衬17上贯穿设置有多个导磁加热通道或导磁加热组件，导磁加热通道或导磁加热组件与热辐射层20相连接。

所述加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12的两侧中部通过连接轴26与抓钩杆25的一端相连接，抓钩杆25的另一端设置有弧形抓钩，加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12内侧的内环侧壁框架5以及外环侧壁框架6上分别设置有固定横杆24，固定横杆24与抓钩杆25上的弧形抓钩对应设置，弧形抓钩的圆弧直径大于固定横杆24的直径。

所述抓钩杆25由前段杆和后段杆组合而成，前段杆和后段杆之间通过弹簧伸缩件27相连接，抓钩杆25通过控制杆与锁紧装置14上的活动手柄相连接。

所述进出料活动口10的外侧设置有装载工位和卸载工位，装载工位通过弧形导入轨道与进出料活动口10附近的环形轨道3相衔接，卸载工位通过弧形导出轨道与进出料活动口10附近的环形轨道3相衔接。

本发明的窑体通过窑体支撑架1安装在地面上，窑体支撑架1的上端固定有环形底座2，环形底座2的内环半径和外环半径的大小根据实际加工产量来确定。窑体底座2的上表面中部同轴安装有环形轨道3，环形轨道3底部的窑体表面铺设有耐热保温层，环形轨道3上用于放置轨道窑车。窑体底座2上垂直等间距固定有多个门型固定架4，窑体底座2的内环侧面上安装有内环侧壁框架5，窑体底座2的外环侧面上安装有外环侧壁框架6，内环侧壁框架5和外环侧壁框架6分别安装在门型固定架4上，门型固定架4、内环侧壁框架5以及外环侧壁框架6共同构成了窑体的外围侧壁框架。

窑体底座2上依次设置有预热段7、加热段8以及冷却段9，预热段7的下一个工序段是加热段8，加热段8的下一个工序段是冷却段9，可以根据实际加工需要在加热段8与冷却段9之间增设保温段。预热段7、加热段8以及冷却段9相邻之间分别设置有过渡间隙段，过渡间隙段内设置有隔热风机，有效避免了各区段之间的温度干扰以及热量散失。预热段7与冷却段9之间的区段为进出料活动口10，进出料活动口10的外侧设置有装载工位和卸载工位，装载工位通过弧形导入轨道与进出料活动口10附近的环形轨道3相衔接，待加热烧制的工件在装载工位上进行装载，并通过弧形导入轨道进入环形轨道3；卸载工位通过弧形导出轨道与进出料活动口10附近的环形轨道3相衔接，加热烧制完成后的工件在卸载工位上进行卸载，并通过弧形导出轨道脱离环形轨道3。

位于预热段7和加热段8上的内环侧壁框架5的上部通过铰链机构13并排安装有多块加热保温窑壁模块11，加热保温窑壁模块11能够绕铰链机构13转动一定角度向外打开，加热保温窑壁模块11朝向内环侧壁框架5关闭后能够充当窑外壁以及内胆。同样，本发明还在外环侧壁框架6上且位于预热段7和加热段8的位置并排安装有多块加热保温窑壁模块11，加热保温窑壁模块11的外表面能够充当预热段7窑体的内壁，并且能够实现对预热段7的加热升温以及保温。位于冷却段9的内环侧壁框架5和外环侧壁框架6上部通过铰链机构13并排安装有冷却回收窑壁模块12，多块并排分布的冷却回收窑壁模块12构成了冷却段9窑体的内壁和内胆，冷却回收窑壁模块12的外表面能够充当冷却段9窑体的内壁，并且能够实现对冷却段9内高温工件以及冷却段9内部腔体的降温，同时还能避免冷却段9内部腔体的热量向外界散失，避免热能的损失。加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12的根据安装部位的不同而具有不同的表面圆弧，例如位于内环侧壁框架5上的加热保温窑壁模块11或却回收窑壁模块12的表面圆弧要小于位于外环侧壁框架6上的加热保温窑壁模块11或却回收窑壁模块12的表面圆弧。

加热保温窑壁模块11的具体结构如下：加热保温窑壁模块11包括外壳体15、隔热保温层16、陶瓷纤维炉衬17、铆接件18、加热装置19以及热辐射层20。外壳体15采用钢板冲压而成，外壳体15的内壁上设置有隔热保温层16，隔热保温层16采用硅酸铝陶瓷纤维制成，隔热保温层16的表面设置有多个加热装置19。加热装置19的外侧平铺并压实有多层陶瓷纤维炉衬17，并且陶瓷纤维炉衬17通过铆接件18固定在外壳体15上，陶瓷纤维炉衬17之间的接缝采用交错、重叠并压实的方式进行搭接，同时还对裸露在外的铆接件18进行覆盖和包裹，避免出现“漏火”的情况出现。陶瓷纤维炉衬17靠近窑体内腔的外表面设置有热辐射层20，热辐射层20的厚度较薄，采用远红外辐射涂料均匀涂刷形成0.6毫米-2毫米的薄层结构，最后形成一层坚硬的陶瓷釉面硬壳，热辐射性能以及热传导效果很好，能够配合窑壁模块使用，并且高温下不变形，不出现龟裂，使用寿命长。

加热装置19采用微波管矩阵加热器、电磁加热装置或燃气辐射加热装置，采用微波管矩阵加热器时，微波管矩阵加热器由多个微波加热管呈矩阵排布而成，陶瓷纤维炉衬17上均匀安装有贯穿设置的传输微波的波导管，波导管通过发散斗或发散盘与热辐射层20相连接，进而实现对预热段7和加热段8窑体内腔的加热。如果加热装置19采用电磁加热装置，陶瓷纤维炉衬17上贯穿设置有多个导磁加热通道或导磁加热组件，导磁加热通道或导磁加热组件与热辐射层20相连接。如果加热装置19采用燃气辐射加热装置，则需要设置燃气燃烧腔和热辐射翅片。位于预热段7和加热段8上加热保温窑壁模块11内的加热装置19结构原理大体相同，不同的是加热温度调校不同，预热段7内主要进行升温预热，加热段8内主要进行更高温度的加热，实现对工件的烧制。

位于冷却段9的内环侧壁框架5上部通过铰链机构13并排安装有冷却回收窑壁模块12，冷却回收窑壁模块12能够绕铰链机构13转动一定角度向外打开，冷却回收窑壁模块12朝向内环侧壁框架5关闭后能够充当窑外壁和内胆。同样，本发明还在外环侧壁框架6上且位于冷却段9的位置并排安装有多块冷却回收窑壁模块12，冷却回收窑壁模块12的外表面能够充当冷却段9窑体的内壁，并且能够实现对冷却段9的冷却降温，并对热量进行回收利用，同时还能防止内部腔体的热量向外界散失，避免热能的损失。

冷却回收窑壁模块12的具体结构如下：冷却回收窑壁模块12包括外壳体15，隔热保温层16、集热管21、水冷夹套22以及吸热填充层，外壳体15的内壁上设置有隔热保温层16，隔热保温层16采用硅酸铝陶瓷纤维制成，隔热保温层16的表面均匀铺设有相互连通的集热管21，隔热保温层16与集热管21之间设置有水冷夹套22，集热管21和水冷夹套22分别通过管路与余热回收装置23相连接，余热回收装置23还可以采用热交换器进行热量的再利用。冷却回收窑壁模块12与加热保温窑壁模块11的外壳体15、隔热保温层16结构相同，外壳体15根据安装部位的不同而具有不同的表面圆弧，保证了窑体外壳体安装的一致性，具有一定的通用性，方便了维修和更换。

本发明采用可以打开的活动式加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12，并采用模块化的结构形式，有效解决了传统窑体固定式结构不便于检修拆卸的难题，同时还将解决了传统窑体内部结构单一，保温、加热以及热量回收效果不佳的缺陷。本发明的窑体在需要进行检修和维护时，只需要分别打开加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12，就能够实现保温部件、加热装置、热量回收装置的检修和更换，避免了传统窑炉需要定期停产大修的弊端，维修保养成本大幅度降低，并且生产效率得到了提高。

活动式加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12关闭后，为了进行锁紧固定，提高密封效果，在加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12的下部设置有锁紧装置14。同时为了进一步提高窑体密封效果，本发明还在加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12的两侧中部通过连接轴26与抓钩杆25的一端相连接，抓钩杆25的另一端设置有弧形抓钩，加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12内侧的内环侧壁框架5以及外环侧壁框架6上分别设置有固定横杆24，固定横杆24与抓钩杆25上的弧形抓钩对应设置，弧形抓钩的圆弧直径大于固定横杆24的直径。抓钩杆25由前段杆和后段杆组合而成，前段杆和后段杆之间通过弹簧伸缩件27相连接，抓钩杆25通过控制杆与锁紧装置14上的活动手柄相连接。这样就使得在关闭加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12的时候，锁紧装置14上的活动手柄能够控制抓钩杆25上的弧形抓钩挂入固定横杆24上，加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12在绕铰链机构13转动关闭时，弹簧伸缩件27会被拉伸，并且关闭完成后弹簧伸缩件27一直处于拉伸状态，外壳体15能够更好的与窑体侧壁框架相压合，达到了很好的密封效果，加热保温窑壁模块11和冷却回收窑壁模块12在关闭后以及温度变化后出现弹开或关闭不严实的情况，密闭性能和安全性能都得到了提高。

Claims (8)

1.一种组合式环形节能窑炉，包括窑体支撑架（1），窑体支撑架（1）的上端固定有窑体底座（2），其特征在于：所述窑体底座（2）的上表面中部同轴安装有环形轨道（3），窑体底座（2）上垂直等间距固定有多个门型固定架（4），窑体底座（2）的内环侧面上安装有内环侧壁框架（5），窑体底座（2）的外环侧面上安装有外环侧壁框架（6），内环侧壁框架（5）和外环侧壁框架（6）分别安装在门型固定架（4）上，窑体底座（2）上依次设置有预热段（7）、加热段（8）以及冷却段（9），预热段（7）与冷却段（9）之间的区段为进出料活动口（10），位于预热段（7）上的内环侧壁框架（5）和外环侧壁框架（6）上部通过铰链机构（13）并排安装有多块加热保温窑壁模块（11），位于冷却段（9）的内环侧壁框架（5）和外环侧壁框架（6）上部通过铰链机构（13）并排安装有冷却回收窑壁模块（12），加热保温窑壁模块（11）和冷却回收窑壁模块（12）的下部设置有锁紧装置（14），冷却回收窑壁模块（12）分别与余热回收装置（23）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述加热保温窑壁模块（11）包括外壳体（15）、隔热保温层（16）、陶瓷纤维炉衬（17）、铆接件（18）、加热装置（19）以及热辐射层（20），外壳体（15）的内壁上设置有隔热保温层（16），隔热保温层（16）的表面设置有多个加热装置（19），加热装置（19）的外侧平铺并压实有多层陶瓷纤维炉衬（17），并且陶瓷纤维炉衬（17）通过铆接件（18）固定在外壳体（15）上，陶瓷纤维炉衬（17）靠近窑体内腔的外表面设置有热辐射层（20）。

3.根据权利要求1所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述冷却回收窑壁模块（12）包括外壳体（15），隔热保温层（16）、集热管（21）、水冷夹套（22）以及吸热填充层，外壳体（15）的内壁上设置有隔热保温层（16），隔热保温层（16）的表面均匀铺设有相互连通的集热管（21），隔热保温层（16）与集热管（21）之间设置有水冷夹套（22），集热管（21）和水冷夹套（22）分别通过管路与余热回收装置（23）相连接。

4.根据权利要求1所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述加热装置（19）为微波管矩阵加热器，微波管矩阵加热器由多个微波加热管呈矩阵排布而成，陶瓷纤维炉衬（17）上均匀安装有贯穿设置的传输微波的波导管，波导管通过发散斗或发散盘与热辐射层（20）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述加热装置（19）为电磁加热装置，陶瓷纤维炉衬（17）上贯穿设置有多个导磁加热通道或导磁加热组件，导磁加热通道或导磁加热组件与热辐射层（20）相连接。

6.根据权利要求1所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述加热保温窑壁模块（11）和冷却回收窑壁模块（12）的两侧中部通过连接轴（26）与抓钩杆（25）的一端相连接，抓钩杆（25）的另一端设置有弧形抓钩，加热保温窑壁模块（11）和冷却回收窑壁模块（12）内侧的内环侧壁框架（5）以及外环侧壁框架（6）上分别设置有固定横杆（24），固定横杆（24）与抓钩杆（25）上的弧形抓钩对应设置，弧形抓钩的圆弧直径大于固定横杆（24）的直径。

7.根据权利要求6所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述抓钩杆（25）由前段杆和后段杆组合而成，前段杆和后段杆之间通过弹簧伸缩件（27）相连接，抓钩杆（25）通过控制杆与锁紧装置（14）上的活动手柄相连接。

8.根据权利要求1所述的一种组合式环形节能窑炉，其特征在于：所述进出料活动口（10）的外侧设置有装载工位和卸载工位，装载工位通过弧形导入轨道与进出料活动口（10）附近的环形轨道（3）相衔接，卸载工位通过弧形导出轨道与进出料活动口（10）附近的环形轨道（3）相衔接。