CN109341349A - 一种焙烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铸型材料处理设备的技术领域，具体公开了一种焙烧炉，包括炉体，炉体内设有将炉体分隔为上焙烧层和下焙烧层的上封板，上封板上设有连通上焙烧层和下焙烧层的连通道；炉体上设有与上焙烧层连通的燃烧机；炉体的一侧设有上送砂装置，另一侧设有下送砂装置，上送砂装置和下送砂装置均包括封闭箱、将封闭箱内的砂控制在固定高度的砂位控制机构和与封闭箱下端连通的送砂管；上送砂装置封闭箱的上端与上焙烧层连通，上送砂装置的送砂管与下焙烧层连通；下送砂装置封闭箱的上端与下焙烧层连通。本方案的焙烧炉成本低，建设周期短，能耗低，使用本发明的技术方案能够解决现有焙烧炉不能使废砂充分沸腾，废砂焙烧效果不佳的问题。
Description
技术领域
本发明属于铸型材料处理设备的技术领域，尤其涉及一种焙烧炉。
背景技术
焙烧炉是铸造废砂热法再生技术的主要设备，通过对废砂进行高温焙烧，使废砂表面的覆膜层脱落，实现废砂的再生回用。
目前常用的焙烧炉为立式两层焙烧炉，炉体的上部连接有进料管，炉体的内部设置有封板，封板将炉体分隔为上燃烧室和下燃烧室，炉体的底部连接有排料管和连通有主管，主管内设有燃烧器。该焙烧炉工作时具体的流程如下：通过进料管往上燃烧室加入废砂，废砂在封板上流动，然后依次落入下燃烧室内，最后通过排料管排出。与此同时，燃烧器加热主管内的空气，使空气温度升高，主管往下燃烧室内通入炽热的空气，炽热空气对废砂进行加热。在这个过程中空气依次从下燃烧室流向上燃烧室，最后通过进料管排出；空气从下燃烧室流向上燃烧室时有两个路径，第一个路径是直接通过封板流向上燃烧室，第二个路径为与废砂流动方向相反的方向。
使用上述结构的焙烧炉存在以下缺陷：1、焙烧炉设置为立式，焙烧炉对生产厂房高度有较高的要求，而且焙烧炉在制作、安装、生产维护上较为不便。2、通入的空气流动路径存在与废砂流动方向相反的方向，该空气对废砂施加一个与废砂流动方向相反的作用力，不利于废砂的正常流动，容易导致废砂堆积；空气分散流动，通过封板流入上燃烧室的空气压力不够，难以使上燃烧室内的废砂充分沸腾，废砂的焙烧效果不佳。3、利用炽热空气与废砂进行热交换而使废砂温度升高，热效率低，消耗的能源多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焙烧炉，以解决现有焙烧炉不能使废砂充分沸腾，废砂焙烧效果不佳的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种焙烧炉，包括炉体，炉体内设有将炉体分隔为上焙烧层和下焙烧层的上封板，上封板上设有连通上焙烧层和下焙烧层的连通道；炉体上设有与上焙烧层连通的燃烧机；炉体的一侧设有上送砂装置，另一侧设有下送砂装置，上送砂装置和下送砂装置均包括封闭箱、将封闭箱内的砂控制在固定高度的砂位控制机构和与封闭箱下端连通的送砂管；上送砂装置封闭箱的上端与上焙烧层连通，上送砂装置的送砂管与下焙烧层连通；下送砂装置封闭箱的上端与下焙烧层连通。
本基础方案的有益效果在于：
1、炉体内设有上焙烧层和下焙烧层，燃烧机对上焙烧层的废砂加热，使上焙烧层的废砂温度升高至数百度，上焙烧层加热后的废砂最终流入下焙烧层。进风单元往炉体内通入空气，通入的空气先在下焙烧层与高温废砂进行接触、换热，空气的温度迅速升高变为炽热空气，该炽热空气流向上焙烧层，能对上焙烧层的废砂进行预热，能够达到节能的效果。
2、设置上封板，使炉体分隔为两层，能起到降低砂层高度的效果，使焙烧砂分布更均匀，有利于对废砂进行加热。
3、设置上送砂装置、下送砂装置，上送砂装置和下送砂装置内的砂位控制机构将封闭箱内的废砂高度控制在固定的高度，即在封闭箱内始终存在定量的废砂将封闭箱封堵，下焙烧层的空气流动时只能通过上封板向上焙烧层流动，控制了空气流动的路径，保证有足够压力的空气流向上封板，使上焙烧层内的废砂能充分沸腾，保证焙烧的效果。
4、本发明的技术方案对焙烧炉的燃烧机理进行了改进，变炽热空气与废砂进行热交换为燃烧机火焰直接对废砂加热，提高热效率，焙烧效果更好。
进一步，送砂管的底部设有气室，气室的上壁设有若干连通机构，连通机构包括罩盖和连通送砂管与气室的内管，罩盖固定在气室的上壁并罩设在内管上，罩盖的侧壁上开有远离封闭箱一侧的出风口。需要送砂管正常出砂时，向气室中持续鼓入空气，气室中的空气进入内管中，再由内管进入罩盖中，最后通过罩盖侧壁的出风口进入送砂管内，空气对送砂管内的砂施加一个外力，使送砂管中的砂能够加速流动，防止砂堵塞在送砂管中，提高出砂的效率。设置内管与罩盖，使气室中的空气能够顺利进入送砂管的同时通过罩盖对内管的上端开口进行保护，防止砂进入内管和气室中。
进一步，出风口位于罩盖侧壁的下部，内管的上端开口位于出风口的上方。内管的上端开口高于出风口可以防止废砂进入内管中，确保连通机构的通畅。
进一步，炉体内设有位于上封板下方的下封板，下封板上也设有多个连通道；上封板连通道的气体流通截面小于下封板连通道的气体流通截面。如此设置，一方面，空气能够在下焙烧层停留较长时间，保证了空气在下焙烧层停内的预热效果，另一方面，能够有效的保证空气进入上焙烧层内的流动强度，使上封板上的废砂充分沸腾，确保废砂能被充分加热。
进一步，上封板、下封板设有连通道的数量相同，连通道包括风管和设在风管上部的风帽，风帽的侧壁上开有风孔；位于下封板处的风帽开设风孔的数量多于位于上封板处的风帽开设风孔的数量。焙烧炉工作时，进风单元源源不断的将空气通入炉体底部，空气流经下封板上的风管，通过下封板处风帽的风孔(下文称为下风孔)流出，再流向上封板上的风管，最后通过上封板处风帽的风孔(下文称为上风孔)流出，由于下风孔的数量多于上风孔的数量，空气从下焙烧层流向上焙烧层时，空气流动的速度明显升高，空气对上封板上的废砂施加较大的压力，使上封板上的废砂充分沸腾，确保废砂能被充分加热。
进一步，炉体与下送砂装置同侧的上部开有进料口；燃烧机固定在远离进料口一侧的炉体侧壁上，燃烧机的喷嘴朝向上封板并与炉体侧壁形成30-45度的夹角。炽热空气在流向干燥塔的过程中对从干燥塔内落下的废砂进行预热，使废砂的温度升高，该废砂最后落在上封板上然后朝着上送砂装置流动，废砂运动到燃烧机处时，燃烧机对废砂进行加热，由于此时的废砂自身温度较高，燃烧机能使废砂的温度迅速升高至需要的温度，极大的提高了热效率，而且也减少加热时间。合理设置燃烧机的角度，能使燃烧机较为充分的对废砂直接加热，加热效果更好。
进一步，上封板的底部设有高温钢板，炉体的内壁上开有连接槽，高温钢板通过连接槽安装在炉体内。高温钢板通过连接槽安装在炉体内，上封板、高温钢板与炉体的连接并非刚性的，当炉体内的气流作用在高温钢板、上封板上时，高温钢板能与炉体发生相对运动，有效缓冲受力，避免由于长期受力而使高温钢板、上封板发生损坏。
进一步，还包括与炉体底部连通的进风单元，进风单元包括主管，主管与炉体的底部之间连接有多根进风支管。设置进风单元，焙烧炉工作时，主管内的空气通过进风支管源源不断的进入到炉体内，为焙烧炉的正常工作提供足够的空气。
进一步，焙烧炉还包括第一控制器；砂位控制机构包括与气室连通的第一鼓风机和设在封闭箱内的料位计，第一控制器均与第一鼓风机、料位计电连接。
进一步，焙烧炉还包括第二控制器和第二鼓风机，第二鼓风机通过管道分别与两个气室连通，一根管道上设有第一阀门，另一根管道上设有第二阀门；砂位控制机构为设在封闭箱内的料位计，第二控制器均与第一阀门、第二阀门和料位计电连接。
进一步，砂位控制机构包括第三控制器、与气室连通的第三鼓风机和设在封闭箱内的料位计，第三控制器均与第三鼓风机、料位计电连接。
附图说明
图1为本发明实施例主视方向的剖视图；
图2是燃烧机安装在炉体侧壁的结构示意图；
图3是图1中A部分的放大图；
图4是图1中20部分的放大图；
图5是图4中B部分的放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：炉体10、上焙烧层11、下焙烧层12、上封板13、下封板14、燃烧机15、连接槽16、进料口17、上送砂装置20、封闭箱21、送砂管22、气室23、内管24、罩盖25、出风口251、下送砂装置30、风机40、主管50、进风支管51、风管60、风帽61、风孔611、高温钢板70。
实施例1
实施例基本如附图1所示：一种废砂焙炉，包括炉体10和与炉体10底部连通的进风单元，炉体10的右侧上方开有进料口17。结合图2所示，炉体10的侧壁上固定安装有远离干燥塔一侧的燃烧机15，燃烧机15可设置一个或多个，当炉体10的体积较大时一般设置多个，在本实施中设置有两个燃烧机15。燃烧机15与上焙烧层11连通，燃烧机15的喷嘴朝向上封板13并与炉体10侧壁形成30-45度的夹角，在本实施例中燃烧机15与炉体10侧壁形成45度的夹角。炉体10内设有上封板13和位于上封板13下方的下封板14，上封板13将炉体10分隔为上焙烧层11和下焙烧层12，下焙烧层12位于上封板13与下封板14之间，下封板14与炉体10的底部之间形成风室。上封板13和下封板14上纵向贯穿有多个连通道，上封板13与下封板14设有的连通道数量相同，在本实施例中连通道为风管60和固定连接在风管60上部的风帽61，风帽61的侧壁上开有多个沿周向均匀分布的风孔611，位于下封板14处的风帽61开设风孔611(下文称为下风孔611)的数量多于位于上封板13处的风帽61开设风孔611(下文称为上风孔611)的数量。上封板13的底部焊接有高温钢板70，结合图3所示，炉体10的四侧内壁上均开有连接槽16，高温钢板70的四侧分别卡合在连接槽16内，高温钢板70通过连接槽16安装在炉体10内。
炉体10的左侧设有上送砂装置20，右侧设有下送砂装置30。结合图4所示，上送砂装置20和下送砂装置30均包括封闭箱21、砂位控制机构和送砂管22。送砂管22的一侧设有进砂口，另一侧设有出砂口，封闭箱21的下端与进砂口连通。结合图5所示，送砂管22的底部设有气室23，气室23的上壁设有若干连通机构，连通机构包括罩盖25和连通送砂管22与气室23的内管24，罩盖25固定在气室23的上壁并罩设在内管24上，罩盖25的侧壁上开有朝向出砂口一侧的出风口251，出风口251位于罩盖25侧壁的下部，内管24的上端开口位于出风口251的上方。上送砂装置20封闭箱21(下文称为上封闭箱)的上端与上焙烧层11连通，上封闭箱的上端位于上封板13处，上封板13上流动的废砂能够进入上封闭箱的上端；上送砂装置20送砂管22(下文称为上送砂管)的出砂口与下焙烧层12连通。下送砂装置30封闭箱21(下文称为下封闭箱)的上端与下焙烧层12连通，下封闭箱的上端位于下封板14处，下封板14上的废砂能够进入下封闭箱的上端；下送砂装置30送砂管22(下文称为下送砂管)的出砂口与外界连通。
上送砂装置20和下送砂装置30均设有砂位控制机构，本实施例中的砂位控制机构包括第三控制器、第三鼓风机和料位计，第三鼓风机和料位计均与第三控制器电连接。上送砂装置20中的第三鼓风机与上送砂管的气室23连通，上送砂装置20中的料位计安装在上封闭箱内；下送砂装置30中的第三鼓风机与下送砂管的气室23连通，下送砂装置30中的料位计安装在下封闭箱内。在本实施例中，所用料位计为河南潜合自动化科技有限公司生产的型号为QHC-ST-1的料位计；在本实施例中使用的控制器为深圳市普乐特电子有限公司生产的型号为MAM-210控制器。
进风单元包括主管50和主管50连通的风机40，主管50与炉体10的底部之间连接有多根进风支管51。进风单元也可不设置风机40，使主管50与第三鼓风机连接，由第三鼓风机为主管50提供气体。
具体实施过程如下：使用焙烧炉时，开启燃烧机15，通过进料口17往上焙烧层11送入废砂，废砂落在上封板13上，废砂朝着上送砂装置20一侧流动，流动的过程中燃烧机15喷出的火焰直接对废砂进行加热，使废砂的温度急剧升高。废砂逐渐落入上封闭箱内，将上封闭箱封堵，当上封闭箱内的砂位超出规定的高度(在本实施例中，上封闭箱规定的砂位高度是600nm)时，上送砂装置20中的第三控制器接收到料位计发出的信号，该第三控制器控制对应的第三鼓风机工作，第三鼓风机向上送砂管的气室23中持续鼓入空气，气室23中的空气进入内管24中，再由内管24进入罩盖25，最后通过罩盖25侧壁的出风口251进入上送砂管内，空气对上送砂管内的砂施加一个外力，使上送砂管中的砂流向下焙烧层12。当上封闭箱内的砂位低于规定的高度时，上送砂装置20中的第三控制器控制对应的第三鼓风机停止工作，上送砂装置20中的砂停止流动。下焙烧层12内的废砂向下送砂装置30一侧流动，废砂逐渐落入下送砂装置30内，下送砂装置30的出砂原理与上送砂装置20相同，在此不再赘述。
与此同时，通过进风单元往炉体10的底部通入空气(空气的流动方向如图1中的箭头所示)，空气流经下封板14上的风管60，通过下风孔611流入下焙烧层12，空气与下焙烧层12内的废砂接触、进行热交换，由于下焙烧层12内的废砂经过了燃烧机15的加热，温度较高(将近400℃)，空气与废砂进行热交换后温度急剧升高，该炽热空气流向上封板13上的风管60，最后通过上风孔611流出，炽热空气对上封板13上的废砂施加较大的压力，使上封板13上的废砂充分沸腾，这个过程中炽热空气对上封板13上的废砂进行加热。炽热空气最终流向进料口17，与进料口17处的废砂进行热交换，使从进料口17落下的废砂温度由几十度升高至数百度，当该废砂流动至燃烧机15处时，燃烧机15可使该废砂的温度迅速升高至需要的温度，与直接加热几十度的废砂相比，能够节省能源，减少加热的时间，同时也极大的提高了热效率。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：废砂焙烧炉还包括第一控制器；砂位控制机构包括与气室23连通的第一鼓风机和设在封闭箱21内的料位计，第一控制器均两个砂位控制机构内的第一鼓风机、料位计电连接。
当上封闭箱内的砂位高于预设值时，第一控制器接收到上封闭箱内料位计发出的信号，第一控制器控制与上送砂管气室23连通的第一鼓风机工作，上送砂管中的废砂流向下焙烧层12。而当上封闭箱内的砂位低于规定的高度时，第一控制器接收上封闭箱内料位计发出的信号，第一控制器控制对应的第一鼓风机停止工作。
当下封闭箱内的砂位高于预设值时，第一控制器接收到下封闭箱内料位计发出的信号，第一控制器控制与下送砂管气室23连通的第一鼓风机工作，下送砂管中的废砂流向外界。而当下封闭箱内的砂位低于规定的高度时，第一控制器接收下封闭箱内料位计发出的信号，第一控制器控制对应的第一鼓风机停止工作。
进风单元包括主管50和主管50连通的风机40，主管50与炉体10的底部之间连接有多根进风支管51。进风单元也可不设置风机40，使主管50与第一鼓风机连接，由第一鼓风机为主管50提供充气体。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：废砂焙烧系统还包括第二控制器和第二鼓风机，第二鼓风机与上送砂管的气室23之间连接有管道(下文称为第一管道)，第二鼓风机与下送砂管的气室23之间连接有管道(下文称为第二管道)，第一管道上设有第一阀门，第二管道上设有第二阀门。砂位控制机构为设在封闭箱21内的料位计，第二控制器均与第一阀门、第二阀门和两个砂位控制机构内的料位计电连接。进风单元包括主管50，主管50与第二鼓风机之间连接有第三管道，主管50与炉体10的底部之间连接有多根进风支管51。
当上封闭箱内的砂位高于预设值时，第二控制器接收到上封闭箱内料位计发出的信号，第二控制器控制第一阀门打开，第二鼓风机产生的气体通过第一管道流入上送砂管的气室23；而当上封闭箱内的砂位低于规定的高度时，第二控制器接收上封闭箱内料位计发出的信号，第二控制器控制第一阀门关闭。
当下封闭箱内的砂位高于预设值时，第二控制器接收到下封闭箱内料位计发出的信号，第二控制器控制第二阀门打开，第二鼓风机产生的气体通过第二管道流入下送砂管的气室23；而当下封闭箱内的砂位低于超出规定的高度时，第二控制器接收下封闭箱内料位计发出的信号，第一控制器控制第二阀门关闭。
Claims (11)
1.一种焙烧炉，其特征在于：包括炉体，炉体内设有将炉体分隔为上焙烧层和下焙烧层的上封板，上封板上设有连通上焙烧层和下焙烧层的连通道；炉体上设有与上焙烧层连通的燃烧机；炉体的一侧设有上送砂装置，另一侧设有下送砂装置，上送砂装置和下送砂装置均包括封闭箱、将封闭箱内的砂控制在固定高度的砂位控制机构和与封闭箱下端连通的送砂管；上送砂装置封闭箱的上端与上焙烧层连通，上送砂装置的送砂管与下焙烧层连通；下送砂装置封闭箱的上端与下焙烧层连通。
2.根据权利要求1所述的一种焙烧炉，其特征在于：送砂管的底部设有气室，气室的上壁设有若干连通机构，连通机构包括罩盖和连通送砂管与气室的内管，罩盖固定在气室的上壁并罩设在内管上，罩盖的侧壁上开有远离封闭箱一侧的出风口。
3.根据权利要求2所述的一种焙烧炉，其特征在于：出风口位于罩盖侧壁的下部，内管的上端开口位于出风口的上方。
4.根据权利要求2所述的一种焙烧炉，其特征在于：炉体内设有位于上封板下方的下封板，下封板上也设有多个连通道；上封板连通道的气体流通截面小于下封板连通道的气体流通截面。
5.根据权利要求4所述的一种焙烧炉，其特征在于：上封板、下封板设有连通道的数量相同，连通道包括风管和设在风管上部的风帽，风帽的侧壁上开有风孔；位于下封板处的风帽开设风孔的数量多于位于上封板处的风帽开设风孔的数量。
6.根据权利要求5所述的一种焙烧炉，其特征在于：炉体与下送砂装置同侧的上部开有进料口；燃烧机固定在远离进料口一侧的炉体侧壁上，燃烧机的喷嘴朝向上封板并与炉体侧壁形成30-45度的夹角。
7.根据权利要求6所述的一种焙烧炉，其特征在于：上封板的底部设有高温钢板，炉体的内壁上开有连接槽，高温钢板通过连接槽安装在炉体内。
8.根据权利要求7所述的一种焙烧炉，其特征在于：还包括与炉体底部连通的进风单元，进风单元包括主管，主管与炉体的底部之间连接有多根进风支管。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种焙烧炉，其特征在于：焙烧炉还包括第一控制器；砂位控制机构包括与气室连通的第一鼓风机和设在封闭箱内的料位计，第一控制器均与第一鼓风机、料位计电连接。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种焙烧炉，其特征在于：焙烧炉还包括第二控制器和第二鼓风机，第二鼓风机通过管道分别与两个气室连通，一根管道上设有第一阀门，另一根管道上设有第二阀门；砂位控制机构为设在封闭箱内的料位计，第二控制器均与第一阀门、第二阀门和料位计电连接。
11.根据权利要求1-8任一项所述的一种焙烧炉，其特征在于：砂位控制机构包括第三控制器、与气室连通的第三鼓风机和设在封闭箱内的料位计，第三控制器均与第三鼓风机、料位计电连接。
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