CN109029041B - 一种高温散料换热器稳定连续排料的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高温散料换热器实现稳定连续排料的装置，属于换热器的优化设计领域。该方法包括：排料段上部布置一组“梭”型扰流板，产生同步小幅度扰动。对于流动性极差的散料，可在换热段多层排管中心区域也间隔设置扰流板。扰流板由放置于换热设备外部相互啮合的齿轮驱动；排料段安放改进的“星”型排料装置：设定叶片与转筒径向夹角为10‑15°，与转筒轴向夹角为8‑12°；换热设备排料口下部侧板为柔性连接，通过压缩弹簧与左右两侧壁面相连接。本发明装置简单，操作灵活，适用于流动性差、出口易于阻塞的高温散料换热工况，解决了散料容易在排料口阻塞堆积难以稳定连续排料的问题。

Description

一种高温散料换热器稳定连续排料的装置
技术领域
本发明属于换热器的优化设计领域，特别涉及一种高温散料换热器稳定连续排料的装置。
背景技术
工业生产中会有大量高温的产物、副产物和废渣等，而且大部分以固体颗粒物的形式存在，其中蕴含着巨大的余热资源可以利用。这些高温散料粒经范围为μm-mm级。对于粒径较大或宽筛分粒径的高温散料，为有效进行余热回收，散料在换热器内停留时间较长，一般通过排料段设置缩口或排料阀门控制出料速率。但是，大多数工业散料流动性很差，极易在排料段缩口处发生结拱、阻塞，使出料流量的不稳定、甚至断流，进而导致换热器无法连续稳定工作。实验研究表明，发生阻塞时，外部施加较小的振动，排料便可以顺利下落。目前现有技术使用较多的是在出口采用振动棍或螺旋推进片，但是不太适用于流动性较差，极易结拱、阻塞的高温散料。因此急需开发一种高温散料换热器稳定连续排料的方法与装置，以解决现存技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种高温散料换热器稳定连续排料的装置，实现流动性较差固体散料连续平稳排料。
一种高温散料换热器稳定连续排料的装置，其特征在于：整体结构由进料斗、换热器、换热排管、“梭”型扰流板、改进的“星”型排料装置、活动排料斗、挡块、侧壁、活动板、铰链、齿轮、伺服电机、固定板、压缩弹簧、叶片、转筒、连接板、转轴组成。换热器排料段上部设置“梭”型扰流板，由放置于换热设备外部的啮合齿轮驱动实现同步、小幅度摆动；排料段出口设置改进的“星”型排料装置：叶片与转筒径向和轴向均存在一定的夹角；排料段缩口处活动板与侧壁通过耐高温的压缩弹簧连接，通过铰链和上侧固定板相连接。
进一步地，扰流板截面外型为“梭”型，长轴为0.6-0.8Dp，Dp为排管间距，间距取5-8dp,max，其中dp,max为散料最大粒径，短轴为0.15-0.3Dp，放置于排料段缩口上侧，其中“梭”型扰流板放置于排料段缩口上部与“星”型排料结构中心距离为1.4-1.8Ds(Ds为“星”型排料装置的转筒直径)；对于流动性极差的散料，“梭”型扰流板也可放置于排管的中心位置处，与上下两侧排管中心位置距离为0.8-1.2Dp(其中Dp为排管间距)。放置间隔推荐横向为3-5排管束，纵向为5-8排管束。扰流板由设置于换热器外侧的啮合齿轮驱动做同步小幅度摆动。
进一步地，扰流板叶片左右摆动幅度为±12-15°，扰流板由设置于换热器外部的啮合齿轮驱动，摆动频率及摆动幅度由安放于换热器外侧的交流伺服电机控制，伺服电机则通过键和齿轮转轴相连接。
进一步地，排料段出口设置改进的“星”型排料装置，所述改进的“星”型排料装置，转筒外径为0.54-0.72l,l为“星”型轮转轴所在平面的料仓宽度，转筒上均匀布置6-10个叶片，叶片焊接到转筒的表面，叶片的长度为0.15-0.24l；叶片与转筒径向夹角为10-15°，轴向夹角为8-12°，叶片与转筒表面做圆弧过渡处理。
进一步地，在排料段缩口下部两侧板面上设置“三棱柱”型挡块，两个侧面为弧形，且挡块上侧面与水平方向夹角大于颗粒的安息角；挡块顶部与转筒上叶片的末部的距离为3-6mm。
进一步地，排料口下部左右两个活动板为柔性连接板，通过压缩弹簧和侧壁相连接。当排料缩口处物料集聚、卡塞时，活动板将会略微扩张；侧板的横向运动距离为60-120mm；上部固定板和下侧活动板通过铰链连接，根据散料的流动性确定弹簧的类型。
进一步地，排料段上部左右两个侧板为固定板，下侧为活动板，通过铰链相连接。
本发明的上述技术方案的优异之处在于：
该发明装置结构简单、可靠紧凑，运行稳定，维修方便，噪音较低，寿命较长，可以实现流动性较差的固体散料散料连续平稳排料，从而可有效的利用间接换热来达到余热回收的目的，优化了换热工艺。
附图说明
图1为针对高温散料换热器有效排料装置示意图。
其中：1-进料斗；2-换热器；3-换热排管；4-“梭”型扰流板；5-改进的“星”型排料装置；6-活动排料斗；7-挡块；8-侧壁；9-活动板；10-铰链；11-齿轮；12-伺服电机；13-固定板；14-压缩弹簧；15-叶片；16-转筒；17-连接板；18-转轴
图2a为“梭”型扰流板连接示意图,
图2b为“梭”型扰流板结构示意图。
图3a为改进“星”型排料装置示意图,
图3b为叶片、转筒结构示意图。
图4为活动排料斗结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对高温固体散料容易在排管间及排料斗缩口处产生集聚、阻塞，影响固体散料的连续平稳排料，进而影响固体散料的余热回收，提出一种针对高温散料稳定连续排料的方法与装置。
所述散料稳定连续排料装置整体结构由进料斗(1)、换热器(2)、换热排管(3)、“梭”型扰流板(4)、改进的“星”型排料装置(5)、活动排料斗(6)、挡块(7)、侧壁(8)、活动板(9)、铰链(10)、齿轮(11)、伺服电机(12)、固定板(13)、压缩弹簧(14)、叶片(15)、转筒(16)、连接板(17)、转轴(18)组成。高温固体散料经过进料斗(1)进入换热器，和室内的换热排管(3)进行间接换热后通过活动排料斗(6)排出换热器。通过“梭”型扰流板(4)、改进的“星”型排料结构(5)及活动排料斗(6)的综合作用，防止高温宽筛分粒径物料卡堵、阻塞在换热排管及排料斗缩口处，保证了排料的连续、均匀、稳定。
所述“梭”型扰流板(4)，长轴为0.6-0.8Dp(Dp为排管间距，可取5-8dp,max，其中dp,max为散料的最大粒径)，短轴为0.15-0.3Dp，放置于排料段缩口上部，与“星”型排料结构(5)中心距离为1.4-1.8Ds(Ds为“星”型排料结构的转筒直径)；对于流动性较差的散料，排管的中心位置处也需放置，与上下两侧排管中心位置距离为0.8-1.2Dp。推荐设置间隔为横向上每隔3-5排管束，竖向上每隔5-8排管束。
所述“梭”型扰流板(4)，由设置于换热设备外侧的啮合齿轮(11)驱动做同步、小幅度摆动，摆动频率及摆动幅度由安放于换热器外侧的交流伺服电机(12)控制。
所述改进的“星”型排料装置(5)，转筒(16)外径为0.54-0.72l(l为“星”型轮转轴所在平面的料仓宽度)，转筒上均匀布置6-10个叶片(15)，叶片的长度为0.15-0.24l。叶片与转筒径向夹角为10-15°，轴向夹角为8-12°。
所述活动排料斗(6)，排料段下部左右两个侧板为活动板(9)，通过压缩弹簧(14)和侧壁(8)相连接。排料段上侧为固定板(13)，下侧为活动板(9)，通过铰链(10)连接。
对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高温散料换热器稳定连续排料的装置，其特征在于：整体结构由进料斗、换热器、换热排管、“梭”型扰流板、改进的“星”型排料装置、活动排料斗、挡块、侧壁、活动板、铰链、齿轮、伺服电机、固定板、压缩弹簧、叶片、转筒、连接板、转轴组成；换热器排料段上部设置“梭”型扰流板，由放置于换热器外部的啮合齿轮驱动实现同步、小幅度摆动；排料段出口设置改进的“星”型排料装置：叶片与转筒径向和轴向均存在一定的夹角；排料段缩口处活动板与侧壁通过耐高温的压缩弹簧连接，通过铰链和上侧固定板相连接；
扰流板叶片左右摆动幅度为±12-15o，扰流板由设置于换热器外部的啮合齿轮驱动，摆动频率及摆动幅度由安放于换热器外侧的交流伺服电机控制，伺服电机则通过键和齿轮转轴相连接；
在排料段缩口下部两侧板面上设置“三棱柱”型挡块，两个侧面为弧形，且挡块上侧面与水平方向夹角大于颗粒的安息角；挡块顶部与转筒上叶片的末部的距离为3-6mm。
2.根据权利要求1所述的高温散料换热器稳定连续排料的装置，其特征在于：所述扰流板截面外型为“梭”型，长轴为0.6-0.8Dp，Dp为排管间距，间距取5-8dp,max，其中dp,max为散料最大粒径，短轴为0.15-0.3Dp，放置于排料段缩口上侧，其中“梭”型扰流板放置于排料段缩口上部，与“星”型排料结构中心距离为1.4-1.8Ds，Ds为“星”型排料装置的转筒直径；对于流动性极差的散料，“梭”型扰流板放置于排管的中心位置处，与上下两侧排管中心位置距离为0.8-1.2Dp，其中Dp为排管间距；放置间隔推荐横向为3-5排管束，纵向为5-8排管束；扰流板由设置于换热器外侧的啮合齿轮驱动做同步小幅度摆动。
3.根据权利要求2所述的高温散料换热器稳定连续排料的装置，其特征在于：排料段出口设置改进的“星”型排料装置，所述改进的“星”型排料装置，转筒外径为0.54-0.72l,l为“星”型轮转轴所在平面的料仓宽度，转筒上均匀布置6-10个叶片，叶片焊接到转筒的表面，叶片的长度为0.15-0.24l；叶片与转筒径向夹角为10-15°，轴向夹角为8-12°，叶片与转筒表面做圆弧过渡处理。
4.根据权利要求1所述的高温散料换热器稳定连续排料的装置，其特征在于：排料口下部左右两个活动板为柔性连接板，通过压缩弹簧和侧壁相连接；当排料缩口处物料集聚、卡塞时，活动板将会略微扩张；侧板的横向运动距离为60-120mm；上部固定板和下侧活动板通过铰链连接。
5.根据权利要求1所述的高温散料换热器稳定连续排料的装置，其特征在于：排料段上部左右两个侧板为固定板，下侧为活动板，通过铰链相连接。
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