CN111795582B - 工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，包括圆筒箱，所述圆筒箱的一端设有进气口，与进气口相对的一端设有出气口，所述圆筒箱内部固定有环形加热箱，所述环形加热箱设有进水口和出水口，所述环形加热箱靠近圆筒箱中心的一侧板体为波纹内板，所述圆筒箱靠近进气口的一侧安装有电机，所述电机的驱动端安装有驱动杆。本方案可对工业炉窑高温烟气中的热量进行回收利用，用于水体的加热，方案中的环形加热箱采用波纹内板，可增加烟气与环形加热箱的接触面积，增加烟气的利用率，同时可对波纹内板的内壁上积累的烟尘进行刮除式清洁，从而保证波纹内板向环形加热箱内的导热效率，避免烟气中热量的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及炉窑余热回收技术领域，尤其涉及工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置。
背景技术
工业炉是工业加热的关键设备，广泛应用于机械、冶金等许多国民经济行业，工业炉的品种多，同时又是高能耗设备，在生产实践中，合理回收利用工业炉窑的烟气余热是企业力求解决的问题。
经检索，中国专利号CN101586918B公开了一种工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，它是由壳体、保温材料和换热芯体三大部分组成，壳体为由型钢及钢板焊接制作而成的矩形钢结构，对称的两端分别设置有烟气进口和烟气出口，上表面设置有换热介质进口和换热介质出口，壳体内衬保温材料，换热芯体设置其内，本装置的特征在于换热芯体由高中温段换热芯体和低温段换热芯体两部分组成，高中温段换热芯体设置在烟气进口端，低温段换热芯体设置在烟气出口端，并列排布，两部分换热芯体分别在近烟气进口端连接一换热介质出口，两部分换热芯体分别在近烟气出口端连接一换热介质进口。
以上现有技术中的余热回收装置在实际使用时存在如下的缺点：装置在使用一段时间后，高温烟气中的烟尘会在装置中的各个导热部件的表面积累，从而造成导热部件的导热效果降低，使得整个余热回收装置对高温烟气的利用效果降低，造成高温烟气中热量的浪费，因此我们提出一种工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，包括圆筒箱，所述圆筒箱的一端设有进气口，与进气口相对的一端设有出气口，所述圆筒箱内部固定有环形加热箱，所述环形加热箱设有进水口和出水口，所述环形加热箱靠近圆筒箱中心的一侧板体为波纹内板，所述圆筒箱靠近进气口的一侧安装有电机，所述电机的驱动端安装有驱动杆，且驱动杆末端延伸至进气口内并安装有主动伞齿轮，所述圆筒箱的中心处设有中心管，所述中心管的两端转动安装有第一转动支撑板，所述第一转动支撑板与圆筒箱的内壁固定，所述中心管靠近进气口的一端安装有与主动伞齿轮相互啮合的从动伞齿轮，所述中心管内转动安装有螺旋叶片排灰器，所述螺旋叶片排灰器靠近进气口的一端与中心管的内部转动安装，所述螺旋叶片排灰器靠近出气口的一端则固定安装有第二转动支撑板，所述第二转动支撑板与圆筒箱的内壁固定；
所述中心管靠近出气口的一端套设有套管，所述套管与中心管的外表面转动连接，所述中心管贯穿开设有多个位于套管内侧的通孔，所述套管的底壁上安装有与其连通的排污管，所述排污管的底端贯穿且延伸至圆筒箱的外侧，所述中心管的外壁固定有多个收集机构，每个所述收集机构均包括收集管，所述收集管与中心管的内部连通，所述收集管的两端均安装有与其连通的刮灰头，两个所述刮灰头的端面均开设有进灰口，且两个进灰口的开口方向相反，所述刮灰头的端面与波纹内板表面的凹槽相互贴合。
进一步地，所述环形加热箱的内部通过隔板分为两个相互独立的腔体，所述环形加热箱上对应每个腔体处均安装有一个进水口和一个出水口。
进一步地，所述第一转动支撑板通过轴承与中心管的外表面转动安装。
进一步地，所述螺旋叶片排灰器靠近进气口的一端通过轴承与中心管的内部转动安装。
进一步地，两个所述第一转动支撑板分别与圆筒箱靠近进气口一侧的内壁以及圆筒箱靠近出气口一侧的内壁固定安装。
进一步地，所述第二转动支撑板与圆筒箱靠近出气口一侧的内壁固定安装。
进一步地，所述圆筒箱的外表面包裹有保温棉。
进一步地，所述驱动杆与圆筒箱靠近进气口的一侧连接处通过密封环密封安装。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本方案可对工业炉窑高温烟气中的热量进行回收利用，用于水体的加热，方案中的环形加热箱采用波纹内板，可增加烟气与环形加热箱的接触面积，增加烟气的利用率，同时可对波纹内板的内壁上积累的烟尘进行刮除式清洁，从而保证波纹内板向环形加热箱内的导热效率，避免烟气中热量的浪费。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置的整体结构示意图；
图2中(a)、(b)和(c)分别为收集机构的前视图、右视图和后视图；
图3为图1中A部分结构的放大图；
图4为图1中B部分结构的放大图；
图5为图1中C部分结构的放大图；
图6为图1中D部分结构的放大图；
图7为图1中套管与排污管以及中心管连接处的内部结构示意图。
图中：1圆筒箱、2进气口、3出气口、4环形加热箱、401波纹内板、5隔板、6进水口、7出水口、8电机、9驱动杆、10中心管、11收集机构、1101收集管、1102刮灰头、1103进灰口、12主动伞齿轮、13从动伞齿轮、14第一转动支撑板、15螺旋叶片排灰器、16第二转动支撑板、17排污管、18套管、19通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-7，工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，包括圆筒箱1，圆筒箱1的外表面包裹有保温棉。圆筒箱1的一端设有进气口2，与进气口2相对的一端设有出气口3，圆筒箱1内部固定有环形加热箱4，环形加热箱4设有进水口6和出水口7，环形加热箱4靠近圆筒箱1中心的一侧板体为波纹内板401，波纹内板401，可增加烟气与环形加热箱4的接触面积，增加烟气的利用率，圆筒箱1靠近进气口2的一侧安装有电机8，电机8的驱动端安装有驱动杆9，且驱动杆9末端延伸至进气口2内并安装有主动伞齿轮12，驱动杆9与圆筒箱1靠近进气口2的一侧连接处通过密封环密封安装。圆筒箱1的中心处设有中心管10，中心管10的两端转动安装有第一转动支撑板14，第一转动支撑板14与圆筒箱1的内壁固定，中心管10靠近进气口2的一端安装有与主动伞齿轮12相互啮合的从动伞齿轮13，中心管10内转动安装有螺旋叶片排灰器15，螺旋叶片排灰器15靠近进气口2的一端与中心管10的内部转动安装，螺旋叶片排灰器15靠近出气口3的一端则固定安装有第二转动支撑板16，第二转动支撑板16与圆筒箱1的内壁固定；螺旋叶片排灰器15由杆体以及安装在杆体表面的螺旋叶片组成。
中心管10靠近出气口3的一端套设有套管18，套管18与中心管10的外表面转动连接，中心管10贯穿开设有多个位于套管18内侧的通孔19，套管18的底壁上安装有与其连通的排污管17，排污管17的底端贯穿且延伸至圆筒箱1的外侧，中心管10的外壁固定有多个收集机构11，每个收集机构11均包括收集管1101，所述收集管1101与中心管10的内部连通，收集管1101的两端均安装有与其连通的刮灰头1102，两个刮灰头1102的端面均开设有进灰口1103，且两个进灰口1103的开口方向相反，刮灰头1102的端面与波纹内板401表面的凹槽相互贴合。
进一步地，环形加热箱4的内部通过隔板5分为两个相互独立的腔体，环形加热箱4上对应每个腔体处均安装有一个进水口6和一个出水口7。也可根据需要在环形加热箱4内设置多个隔板5，从而形成多个腔体，不同的腔体内的水体由于环形加热箱4自身被进气口2进入的气体加热的程度不同，因此环形加热箱4内腔体内水体的温度自然不同。
进一步地，第一转动支撑板14通过轴承与中心管10的外表面转动安装。
进一步地，螺旋叶片排灰器15靠近进气口2的一端通过轴承与中心管10的内部转动安装。
进一步地，两个第一转动支撑板14分别与圆筒箱1靠近进气口2一侧的内壁以及圆筒箱1靠近出气口3一侧的内壁固定安装。
进一步地，第二转动支撑板16与圆筒箱1靠近出气口3一侧的内壁固定安装。
本发明的工作原理及使用流程：高温烟气通过进气口2进入圆筒箱1的中心处，将热量传递给中心管10、收集机构11和环形加热箱4，其中主要是传递给环形加热箱4，从而对环形加热箱4内各个腔体内的水体进行加热，实现对高温烟气的利用，烟气被吸收能量后，可从出气口3一侧排出。
装置在使用一段时间后，会在中心管10、收集机构11和环形加热箱4的波纹内板401上积累烟尘，其中主要是造成环形加热箱4的波纹内板401部分的导热效果降低，为了保持导热效果，需要对波纹内板401表面的烟尘进行清洁，操作如下：通过电机8驱动驱动杆9一端的主动伞齿轮12转动，主动伞齿轮12与从动伞齿轮13啮合从而带动中心管10转动，中心管10转动时带动收集机构11转动，利用刮灰头1102的端部对波纹内板401的表面进行刮除式清洁，刮落的烟尘通过进灰口1103进入刮灰头1102、收集管1101最后进入中心管10内，由于中心管10内转动设置了螺旋叶片排灰器15，且螺旋叶片排灰器15的一端与中心管10的内部转动安装，另一端则与第二转动支撑板16固定安装，而且第二转动支撑板16又与圆筒箱1的内壁固定，因此在中心管10转动时，螺旋叶片排灰器15相对于中心管10转动，正是因为中心管10和螺旋叶片排灰器15的相对转动，才实现对中心管10内烟尘的输送，但实际螺旋叶片排灰器15相对于圆筒箱1为固定，那么进入中心管10内的烟尘在中心管10转动时，可延伸至中心管10向出气口3一侧移动，并通过中心管10上开设的通孔19进入套管18，最终通过排污管17排出了圆筒箱1，实现烟尘的清洁，保证波纹内板401的导热效率。
其中，中心管10和收集机构11上虽然也会积累烟尘，但是高温烟气主要是通过环形加热箱4的波纹内板401部分进行导热，因此中心管10和收集机构11积累的烟尘可不考虑。
另外，在刮灰头1102对波纹内板401的表面烟尘进行刮除时，会有一部分延伸无法立即通过进灰口1103进入，但是落下的烟尘依然可在后续的操作中，再次通过进灰口1103进入刮灰头1102内，或者通过下侧的刮灰头1102上的进灰口1103进入下侧的刮灰头1102内，因此不会出现烟尘在圆筒箱1的内侧底部大量堆积的情况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，包括圆筒箱(1)，其特征在于，所述圆筒箱(1)的一端设有进气口(2)，与进气口(2)相对的一端设有出气口(3)，所述圆筒箱(1)内部固定有环形加热箱(4)，所述环形加热箱(4)设有进水口(6)和出水口(7)，所述环形加热箱(4)靠近圆筒箱(1)中心的一侧板体为波纹内板(401)，所述圆筒箱(1)靠近进气口(2)的一侧安装有电机(8)，所述电机(8)的驱动端安装有驱动杆(9)，且驱动杆(9)末端延伸至进气口(2)内并安装有主动伞齿轮(12)，所述圆筒箱(1)的中心处设有中心管(10)，所述中心管(10)的两端转动安装有第一转动支撑板(14)，所述第一转动支撑板(14)与圆筒箱(1)的内壁固定，所述中心管(10)靠近进气口(2)的一端安装有与主动伞齿轮(12)相互啮合的从动伞齿轮(13)，所述中心管(10)内转动安装有螺旋叶片排灰器(15)，所述螺旋叶片排灰器(15)靠近进气口(2)的一端与中心管(10)的内部转动安装，所述螺旋叶片排灰器(15)靠近出气口(3)的一端则固定安装有第二转动支撑板(16)，所述第二转动支撑板(16)与圆筒箱(1)的内壁固定；
所述中心管(10)靠近出气口(3)的一端套设有套管(18)，所述套管(18)与中心管(10)的外表面转动连接，所述中心管(10)贯穿开设有多个位于套管(18)内侧的通孔(19)，所述套管(18)的底壁上安装有与其连通的排污管(17)，所述排污管(17)的底端贯穿且延伸至圆筒箱(1)的外侧，所述中心管(10)的外壁固定有多个收集机构(11)，每个所述收集机构(11)均包括收集管(1101)，所述收集管(1101)与中心管(10)的内部连通，所述收集管(1101)的两端均安装有与其连通的刮灰头(1102)，两个所述刮灰头(1102)的端面均开设有进灰口(1103)，且两个进灰口(1103)的开口方向相反，所述刮灰头(1102)的端面与波纹内板(401)表面的凹槽相互贴合。
2.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，所述环形加热箱(4)的内部通过隔板(5)分为两个相互独立的腔体，所述环形加热箱(4)上对应每个腔体处均安装有一个进水口(6)和一个出水口(7)。
3.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，所述第一转动支撑板(14)通过轴承与中心管(10)的外表面转动安装。
4.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，所述螺旋叶片排灰器(15)靠近进气口(2)的一端通过轴承与中心管(10)的内部转动安装。
5.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，两个所述第一转动支撑板(14)分别与圆筒箱(1)靠近进气口(2)一侧的内壁以及圆筒箱(1)靠近出气口(3)一侧的内壁固定安装。
6.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，所述第二转动支撑板(16)与圆筒箱(1)靠近出气口(3)一侧的内壁固定安装。
7.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，所述圆筒箱(1)的外表面包裹有保温棉。
8.根据权利要求1所述的工业炉窑高温烟气的多级余热回收装置，其特征在于，所述驱动杆(9)与圆筒箱(1)靠近进气口(2)的一侧连接处通过密封环密封安装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No.1, Yangshan North Road, Xianlin University Town, Nanjing, Jiangsu Province, 210023 Patentee after: Nanjing Vocational University of Industry Technology Address before: No.1, Yangshan North Road, Xianlin University Town, Nanjing, Jiangsu Province, 210023 Patentee before: NANJING INSTITUTE OF INDUSTRY TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230907 Address after: No.6 Dong'er Road, South District, Lulong Economic Development Zone, Qinhuangdao City, Hebei Province, 066000 Patentee after: Qinhuangdao hefengxiang Chemical Co.,Ltd. Address before: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee before: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Effective date of registration: 20230907 Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: No.1, Yangshan North Road, Xianlin University Town, Nanjing, Jiangsu Province, 210023 Patentee before: Nanjing Vocational University of Industry Technology |