CN109539799B - 刮料式高温熔岩冷却辊筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热交换技术领域，公开了一种刮料式高温熔岩冷却辊筒,包括外筒和固定在外筒内的内筒，内筒与外筒之间构成换热腔；还包括与外筒的外侧壁相抵的刮件。本发明对粘附冷却辊筒上的高温熔岩进行刮除，以提高冷却液与高温熔岩的热交换效率，同时降低冷却辊筒的扭力。

Description

刮料式高温熔岩冷却辊筒

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，具体涉及一种刮料式高温熔岩冷却辊筒。

背景技术

在冶金工艺中，通常会产生大量的废弃炉渣(例如煤渣、炉渣)，废弃炉渣在高温下呈熔融状，为了方便收集、保存以及二次利用，通常需要对其进行冷却结晶。传统的高温熔岩冷却方式有自然冷却、风冷等方式，但是上述方式存在以下几点问题：(1)由于高温熔岩的温度较高，花费的冷却时间较长；(2)高温熔岩内蕴含有大量的余热，而上述方式无法对余热进行利用，导致能量的浪费。

为解决上述技术问题，我司研发了一种冷却系统，通过设置多组冷却辊筒，并通过冷却辊筒导流冷却液，再将待冷却的高温熔岩倾倒至冷却辊筒外，通过冷却液与高温熔岩进行热交换，实现对高温熔岩的冷却，同时使冷却液的温度升高，并进行利用。但是，现在的冷却辊筒遇到粘性较大的高温熔岩时，高温熔岩容易粘附在冷却辊筒上，当高温熔岩粘附的较多时，容易造成冷却辊筒难以转动，还会影响高温熔岩进行热交换。

发明内容

本发明意在提供一种刮料式高温熔岩冷却辊筒，以便于将冷却辊筒上粘附的高温熔岩刮落。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种刮料式高温熔岩冷却辊筒，包括外筒和固定在外筒内的内筒，内筒与外筒之间构成换热腔；还包括与外筒的外侧壁相抵的刮件。

本发明的原理以及有益效果：

(1)在对高温熔岩进行冷却时，高温熔岩存在一定的粘性，会粘附在冷却辊筒的外表面，高温熔岩粘附在冷却辊筒上的量逐渐增多，会影响高温熔岩的热交换。本申请通过刮件可以将冷却辊筒上的粘附的高温熔岩刮下，如此，不仅利于高温熔岩的热交换，还利于冷却辊筒的转动。在高温熔岩冷却时，一般会使得冷却辊筒转动，而为了清理冷却辊筒上粘附的高温熔岩，会将传统的冷却辊筒停止转动，而本申请通过设置刮件与冷却辊筒发生相对转动，如此在冷却辊筒转动时，刮件可持续的对冷却辊筒表面的高温熔岩进行清理，如此可以将高温熔岩热交换的效率提高。

(2)通过将冷却辊筒设置为外筒和内筒的双层结构，使得冷却液在内筒与外筒之间形成的换热腔流动，能够使得内筒以及换热腔内流动的冷却液形成一层保护膜对外筒进行保护，即使在高温熔岩撞击外筒时，外筒向内凹陷，也能通过内筒对冷却液进行支撑，实现冷却液给予外筒一个缓冲的力，同时向导流通道内持续通入冷却液，使导流通道内保持一个较为稳定的压强，此时，实现外筒的复位，从而对外筒进行保护；因此，即使将冷却辊筒设置为双层结构，外筒设置为较薄，也能够避免冷却辊筒受损，确保其在使用过程中不易损坏。

进一步，所述刮件与外筒外侧壁相抵的一侧设置有凹槽。将刮件与外筒的外侧壁相抵的一侧设置为凹槽，增大刮件与外筒外侧壁的接触面积，从而尽量保证刮件能将高温熔岩完全刮下。

进一步，所述凹槽为弧形。凹槽为弧形，便于刮件与圆柱形的辊筒的外侧壁紧贴，避免存在较小的高温熔岩颗粒无法刮除。

进一步，所述内筒的两端固定有用于封闭内筒的内筒端盖。将内筒进行密封，以避免有冷却液进入到内筒内而影响高温熔岩与冷却液的热交换。

进一步，述外筒的两端固定有用于封闭外筒的外筒端盖，且外筒端盖的中部设有安装孔。通过外筒端盖将外筒密封，从而能够使得冷却液能够准确的进入到换热腔内，同时避免冷却液泄漏。

进一步，还包括两根贯穿安装孔且分别固定在两个内筒端盖中部的空心轴，空心轴的外周与安装孔密封，空心轴位于换热腔内的部分上设有排液孔。空心轴对冷却液进行导流，从而使得冷却液通过排液孔进入到换热腔内。同时将空心轴外周与安装孔密封，避免冷却液的泄漏，以降低冷却液的损失。

进一步，所述内筒连通有贯穿内筒端盖和外筒端盖的孔管。由于内筒密封，高温熔岩对冷却液进行热交换时，冷却液升温后会对内筒内的空气进行加热，从而使得内筒内的压强增大，为了避免内筒因压强的作用而导致损坏，通过孔管排出内筒内的高压气体，从而降低内筒损坏的几率。

进一步，所述刮件与外筒的外侧壁相抵的一端转动连接有若干粉碎块，粉碎块均螺纹连接有可在刮件内滑动的螺杆；空心轴或外筒的一端同轴固定有主动齿轮，刮件内转动连接有转轴，转轴上固定有从动齿轮和位于刮件内的若干凸块，凸块可分别与螺杆相抵，主动齿轮与从动齿轮啮合。外筒转动时，外筒会带动通过主动齿轮和从动齿轮转动，从而从动齿轮带动转轴，转轴带动凸块与螺杆相抵，且凸块推动螺杆朝向粉碎块滑动，粉碎块在螺杆的作用下转动，使得粉碎块转动且粉碎块对高温熔岩的大颗粒粉碎，如此避免高温熔岩的大颗粒与刮件的薄弱处撞击，以达到保护刮件的目的。同时，将较大的高温熔岩颗粒粉碎，可以施放其中的热量，如此以提高热交换的效率。

进一步，所述外筒与内筒之间固定有若干连接件。通过连接件将外筒与内筒固定连接，使得外筒在转动时可带动内筒转动，避免内筒与外筒发生位置偏移，从而避免内筒与外筒错位时导致换热腔与外部空气连通。

进一步，所述凸块的外表面设置有橡胶层。当凸块与螺杆相抵时，会存在较大的摩擦力，通过橡胶层可以保护凸块不受到磨损。

附图说明

图1为本发明实施例一中的刮料式高温熔岩冷却辊筒的正向剖视图；

图2为图1的A部分的放大图；

图3为图1的左视图；

图4为本发明实施例二中的刮料式高温熔岩冷却辊筒的正向剖视图；

图5为图4的左视图；

图6为螺杆和粉碎块的结构示意图。

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：外筒1、内筒2、换热腔3、内筒端盖4、孔管5、空心轴6、外筒端盖7、刮刀8、固定轴9、螺杆10、主动齿轮11、从动齿轮12、转轴13、凸块14、粉碎块15。

实施例一：

一种刮料式高温熔岩冷却辊筒，基本如附图1～3所示，如附图1所示，包括外筒1和固定在外筒1内的内筒2，外筒1与内筒2之间设置有连接件，本实施例中连接件为连接轴，连接轴的两端分别固定在外筒1和内筒2上，外筒1与内筒2之间构成换热腔3。

外筒1的两端分别通过紧固螺栓固定有用于封闭外筒1的外筒端盖7，外筒端盖7的中部设置有安装孔。内筒2的两端分别通过紧固螺栓固定有用于封闭内筒2的内筒端盖4。还包括两根贯穿安装孔且分别固定在两个内筒端盖4中部的空心轴6，空心轴6的外周同轴固定有橡胶圈，且空心轴6通过橡胶圈与安装孔密封，空心轴6位于换热腔3内的部分设置有排液孔，排液孔将空心轴6的空腔与换热腔3连通。左侧的空心轴6连接有驱动电机，驱动电机的输出轴伸入到左侧的空心轴6的空腔内与左侧的空心轴6固定连接(图中未示出)，左侧的空心轴6的左侧上设置有靠近电机的排液口。

结合附图2所示，内筒2连通有贯穿内筒端盖4和外筒端盖7的孔管5，孔管5的左端和右端通过抱箍分别固定在外筒端盖7和内筒端盖4上。

结合附图3所示，还包括刮件，本实施例中刮件为刮刀8，刮刀8倾斜设置且左端高右端低，刮刀8的右侧壁上设置有与外筒1的外侧壁相抵的凹槽，本实施例中凹槽为弧形，使得刮刀8的尖端构成一个类似鹰嘴钩状，弧形的凹槽与外筒1的外侧壁紧贴，刮刀8的右端设置有沿外筒1长度方向贯穿刮刀8的固定轴9。

具体实施过程如下：

通过冷却辊筒对带有一定粘性的高温熔岩进行冷却时，启动驱动电机，驱动电机带动左侧的空心轴6、外筒1和内筒2以及右侧的空心轴6转动。

向右侧的空心轴6通入冷却液，本实施例中的冷却液为液态金属，液态金属为专利号为201410268984.1的发明专利一种低熔点液态金属及其制备方法和应用中提供的低熔点液态金属，液态金属由质量份数为镓37％、铟22％、铋18.6％、铝3％、铁2％、镁2.4％和锡15％组成的合金，该液态金属的熔点为3℃。

结合附图1所示，冷却液从右侧的空心轴6的空腔进入到换热腔3内，再向冷却辊筒外倾倒高温熔岩，高温熔岩落至外筒1上，使得换热腔3内的液态金属与高温熔岩进行热交换，从而实现对高温熔岩的冷却。由于高温熔岩带有一定的粘性，会粘附在外筒1的外侧壁上。而由于外筒1转动时，会经过刮刀8，刮刀8会将粘附在外筒1上的高温熔岩刮下。换热腔3内的液态金属进行热交换过后，液态金属会进入到左侧的空心轴6的空腔内，且通过排液口排出。

尤为重要的是，由于内筒2密封，而换热腔3内的液态金属温度会逐渐升高，高温的液态金属会对内筒2内的空气加热且使得筒内的压强增大，内筒2通过孔管5泄压，以避免内筒2内的压强过大导致的内筒2的损坏。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于，如附图4、附图5和附图6所示，如附图4所示，外筒1的左端同轴固定有主动齿轮11，刮刀8内沿刮刀8的倾斜方向滑动连接有螺杆10，螺杆10的上部为螺纹部，螺杆10的下部为光滑部。刮刀8内设置有空腔，空腔内设置有与刮刀8转动连接的转轴13，转轴13上固定有若干交错分布的凸块14，凸块14的上端为弧形，凸面朝向刮刀8的下方，并且凸块14的外表面粘接有橡胶层。凸块14可与光滑部相抵且凸块14可推动螺杆10向上滑动。转轴13的左端固定有与主动齿轮11啮合的从动齿轮12。

结合附图5所示，刮刀8的左端上设置有与刮刀8转动连接的粉碎块15，且粉碎块15位于刮刀8左端的前侧，粉碎块15与外筒1的外侧壁之间的间距为5cm。粉碎块15与螺杆10的螺纹部螺纹连接，且粉碎块15与螺杆10的螺纹连接为非自锁，粉碎块15的外表面上焊接有若干粉碎球，本实施例中粉碎球为耐热合金制成的球体。

具体实施过程如下：

外筒1在转动过程中，外筒1会带动主动齿轮11转动，主动齿轮11会带着从动齿轮12转动，从动齿轮12会带动转轴13转动，转轴13会带动凸块14转动。凸块14与螺杆10相抵时，凸块14会推动螺杆10朝向粉碎块15滑动，由于粉碎块15与螺杆10螺纹连接且螺杆10上的螺纹为非自锁螺纹连接，螺杆10会带动粉碎块15正向转动，当凸块14与光滑部脱离时，在重力的作用下螺杆10复位，此时螺杆10还会带着凸块14反向转动。由于粉碎块15位于刮刀8的前侧，粉碎块15会先与外筒1上的高温熔岩接触，由于冷却辊筒处于转动的状态，难免冷却辊筒会带着较大的高温熔岩颗粒与刮刀8碰撞，如此容易损坏刮刀8左端的薄处。本实施例中，粉碎块15位于刮刀8左端的前侧，当高温熔岩颗粒位于粉碎块15与外筒1之间时，且粉碎块15正向或反向转动时，粉碎块15会带着粉碎球对较大的高温熔岩颗粒进行粉碎，如此避免刮刀8的损坏。同时，将较大的高温熔岩颗粒粉碎，可以施放其中部的热量，从而增大高温熔岩与液态金属热交换的量，如此以提高热交换的效果。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种刮料式高温熔岩冷却辊筒，其特征在于：包括外筒和固定在外筒内的内筒，内筒与外筒之间构成换热腔；

还包括与外筒的外侧壁相抵的刮件；

所述刮件与外筒外侧壁相抵的一侧设置有凹槽；

所述内筒的两端固定有用于封闭内筒的内筒端盖；

所述外筒的两端固定有用于封闭外筒的外筒端盖，且外筒端盖的中部设有安装孔；

还包括两根贯穿安装孔且分别固定在两个内筒端盖中部的空心轴，空心轴的外周与安装孔密封，空心轴位于换热腔内的部分上设有排液孔；

所述刮件与外筒的外侧壁相抵的一端转动连接有若干粉碎块，粉碎块均螺纹连接有可在刮件内滑动的螺杆；空心轴或外筒的一端同轴固定有主动齿轮，刮件内转动连接有转轴，转轴上固定有从动齿轮和位于刮件内的若干凸块，凸块可分别与螺杆相抵，主动齿轮与从动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的刮料式高温熔岩冷却辊筒，其特征在于：所述凹槽为弧形。

3.根据权利要求1所述的刮料式高温熔岩冷却辊筒，其特征在于：所述内筒连通有贯穿内筒端盖和外筒端盖的孔管。

4.根据权利要求1所述的刮料式高温熔岩冷却辊筒，其特征在于：所述外筒与内筒之间固定有若干连接件。

5.根据权利要求1所述的刮料式高温熔岩冷却辊筒，其特征在于：所述凸块的外表面设置有橡胶层。