CN112594708A - 一种往复式机械炉排驱动结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于固废垃圾处理技术领域，涉及一种往复式机械炉排炉驱动结构。本驱动结构包含机械驱动结构及控制逻辑两部分。其中所述机械驱动结构包括炉排箱体、驱动组件、驱动轴及固定组件、移动框架组件、密封盒五个部分构成；所述驱动组件包括液压缸支座、液压缸、主曲柄、副曲柄、连杆；所述驱动轴及固定组件包括驱动轴、轴承及轴承座；所述移动框架组件包括移动框架、自润滑滚轴、动炉排梁及动炉排块。炉排通过调整机械驱动结构的运行速度，可实现对于不同物料燃烧工况的调整；所述驱动结构具有模块化功能并可以做到独立分区调控，也可依据模块组合适应多种焚烧炉型形成诸如热解气化单元的功能，进而保证物料的燃烧效果。

Description

一种往复式机械炉排驱动结构

技术领域

本发明属于固废垃圾处理技术领域，涉及一种往复式机械炉排驱动结构。

背景技术

在固废垃圾处理领域，焚烧发电技术作为垃圾轻量化处置的手段之一，以其高效的处置能力及良好的能源利用性能得到较多垃圾处理项目的青睐。在垃圾焚烧发电领域内，往复运动的机械炉排因其成熟的技术、稳定的运行，得到广泛的应用。

往复式机械炉排，炉排整体按一定倾角设置，炉排片以行为单位，多个动行炉排块、静行炉排块交替设置，物料随着炉排机械结构的往复运动由高向低运行，并由于炉排块的阶梯状态不断翻滚、混合、散落。

在往复式机械炉排结构中，炉排的行动方式体现为动行炉排块的往复运动，而动行炉排块固定在动行炉排梁上，多个动行炉排梁由一个移动框架同步驱动，以液压为驱动动力，此类实现机械炉排往复运动的方式称作驱动结构。

行业内应用的机械炉排炉，往往以由于其结构安装位置及设备本身较大的体积.对设备的检修、维护有负面影响，设备的不良运行状态，不利于处理能力的提高及热灼减率的降低；一些炉排主体驱动结构放置在炉排内部，不利于故障问题的及时发现与解决，降低设备运行效率。

往复式机械炉排炉，除了应满足模块化设置，以体积适中的箱体组合，达到模块化目的；同时也应有科学的驱动结构及调节方法，满足焚烧炉的检修及维护要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，以实现一种结构简单、便于调控的往复式机械炉排炉驱动结构，并使垃圾达到移动、翻滚的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种往复式机械炉排驱动结构，所述驱动结构，包括炉排箱体，炉排箱体两侧的驱动组件、设置在箱体正面的驱动轴及固定组件、置于炉排箱体内部的移动框架组件以及固定在箱体结构上的密封盒组成。

所述驱动结构，驱动轴及固定组件包括驱动轴、驱动轴用轴承及轴承座，其中轴承及轴承座通过螺栓连接固定在箱体结构上，驱动轴固定在两轴承座内。

所述驱动结构中驱动组件，对称布置在炉排箱体两侧，包括转动支座、驱动液压缸、主曲柄、副曲柄、连杆组成。其中一段作为固定端，液压缸支座以螺母螺栓连接固定在箱体上，驱动液压缸通过支座可转动的连接在炉排箱体上，液压缸耳座通过销连接主曲柄。另一端作为驱动端，以连杆作为输出端连接在移动框架上，连杆另一端通过销连接副曲柄；主曲柄及副曲柄通过键连接固定在驱动轴上。

所述驱动结构，移动框架组件处于炉排箱体上部并在箱体内两侧对称布置，包括移动框架、自润滑滚轴、动炉排梁组成。移动框架中部与驱动组件输出端连杆以销轴连接转动固定，两段以斜面的形式与两固定在箱体内部的自润滑滚轴搭接，动炉排梁以一定的间隔垂直于移动框架并焊接在两移动框架上。

所述驱动结构，密封盒对应驱动组件中连杆进入箱体的位置镶嵌固定在炉排箱体上，驱动组件中连杆通过密封盒进入箱体内部。

本发明还提出了一种一种往复式机械炉排驱动方法，采用上述的驱动结构，物料经过前置设备推动落在高位箱体上，经过动静炉排块形成的相对运动，自上而下的移动依次通过高位箱体及低位箱体，越过落差段后坠落翻滚进入后续低位箱体或的其他后置位设备；

轴承与轴承座分列箱体两侧，驱动轴约束与两轴承座中，延驱动轴从外向内依次对称分布有主曲柄，副曲柄，两曲柄以键连接固定在驱动轴上；

主曲柄上连接液压缸，副曲柄上连接连杆，连杆的另一端分别连接移动框架，动炉排梁焊接在两侧移动框架上；

驱动组件为液压形式驱动，液压缸通过液压缸支座固定在炉排箱体上，液压缸支座与液压缸转动固定，液压缸的另一端销轴连接在主曲柄上，液压缸与连杆夹角为β；当液压缸前进运动，主曲柄受推力转动一个角度α，主曲柄带动驱动轴转动同样的角度α；此时，固定在驱动轴上的副曲柄随动角度α，推动连杆运动；至此达到改变液压缸运动方向的目的，改变角度为2Π-β；

液压缸、主曲柄、副曲柄、驱动轴、连杆沿驱动轴轴向方向投影，形成M形结构；连杆经过密封盒进入-箱体内部后，经销轴连接与移动框架相连；连杆随副曲柄沿β角度方向运动后，带动移动框架同方向运动，同时由于框架前端、后端设置的自润滑滚轴的约束，可保证移动框架的运行方向不发生偏移；

动炉排梁随移动框架运动方向移动，此时实现固定在动炉排梁上的炉排块相对固定在箱体上的炉排块向前运动；

当液压缸后退运动，经过可类比的运动过程，可以实现固定在动炉排梁上的炉排块相对固定在箱体上的炉排块后退运动；可类比的，随着液压缸的周期性动作，可以实现炉排块的相对往复运动。

本发明的有效效益是：

通过往复式机械炉排驱动方法，驱动机构集中布置在箱体一侧，配合斗状箱体结构及倾斜布置角度节省了机构占据的空间；驱动结构简单、操作控制方便，降低炉排故障率，有利于设备长期稳定运行；主要驱动结构在箱体外侧，可以直接看到驱动结构状态，便于设备维护与检修；整个驱动结构均以炉排箱体为基础，结构固定在箱体上，因此实现了以单个箱体为单位的炉排模块化设计，灵活的模块组合，为实现一种设备适配多种吨位提供可能，使炉排设备的兼容性大幅提高；各个炉排箱体有独立的驱动结构，根据工况对于各个箱体运行速度进行调节又可实现分区燃烧控制，所区分出的不同燃烧区域依据高低位置差异产生不同的燃烧分区功能，也可灵活的配合多种焚烧炉系统，形成诸如热解气化单元的特殊功能。

附图说明

图1为本发明的侧视示意图。

图2为本发明的主视示意图。

图3为本发明驱动组件及移动框架组件示意图。

图4为其他技术机械炉排检修空间示意图。

图5为本发明所驱动炉排的控制框图。

图6为本发明所驱动炉排在一种焚烧炉中组成热解气化单元示意图。

图中：01-箱体，02-炉排块，03-移动框架，04-驱动轴，05-液压缸。

图中：011-高位箱体，012-低位箱体，013-落差段，014-密封盒。

图中：031-自润滑滚轴，032-动炉排梁。

图中：041-主曲柄，042-副曲柄，043-轴承及轴承座，044-连杆。

图中：051-液压缸支座。

图中：061-进料装置，062-炉井，063-流化床，064-二燃室。

具体实施方式

一种往复式机械炉排驱动结构，包括机械驱动结构及控制逻辑两部分。其中所述机械驱动结构包括炉排箱体、驱动组件、驱动轴及固定组件、移动框架组件、密封盒五个部分构成；

所述炉排箱体为整套机械驱动结构的安装框架；所述驱动组件由液压缸支座、液压缸、主曲柄、副曲柄、连杆组成。其中液压缸支座作为固定端，以螺母螺栓连接固定在箱体上，液压缸通过主曲柄推转驱动轴，并通过驱动轴将运动传至副曲柄上，副曲柄另一端以销轴连接有连杆，作为驱动组件的输出端。

所述驱动轴及固定组件包括驱动轴、轴承及轴承座，一对轴承座固定在箱体上，分布在箱体两侧，驱动轴穿过轴承被约束在轴承座内。沿着驱动轴轴向方向，由内向外对称分布有副曲柄、主曲柄。

所述移动框架组件包括移动框架、自润滑滚轴、动炉排梁及炉排块，其中两移动框架放置在箱体内两侧的自润滑滚轴上，框架中部与连杆相连；所述动炉排梁以一定间距焊接在两移动框架上，炉排块放置在动炉排梁上。

所述密封盒镶嵌在炉排箱体上，在驱动组件中连杆穿过箱体的位置，用以密封箱体，隔绝炉排内外环境。

所述液压缸以液压油驱动，其推动的主曲柄及随动的副曲柄达到转换驱动方向的作用。所述主曲柄与副曲柄交错布置，与液压缸、连杆沿驱动轴轴向投影共同组成M结构。

连杆与液压缸间有夹角β，15°≤β≤25°。

随着液压缸的前推、后退运动，主曲柄跟随向前向后旋转，并带动主轴上的副曲柄转动同样角度，副曲柄推动连杆，由此改变运动方向为2Π-β；移动框架组件跟随连杆前推、后退运动，实现周期往复运动。

所述炉排箱体可组合安装用以实现多种燃烧面积需求，具备模块化功能。

所述机械驱动结构固定在炉排箱体上，各个箱体间驱动结构独立运作互不干涉。

所述驱动组件中，液压缸运动速度可以通过调整进油管路上的比例流量阀开度而改变。

可以独立调整每个箱体及机械驱动结构的运行周期及速度，并通过所述控制逻辑，实现对燃烧工况的调节控制。

可以灵活组合为所需要的箱体搭配形式，并可以通过配合不同种类焚烧炉形成多种特殊功能单元。

以下陈述的具体实施方式为特定的实例方式解释本发明的实施方式，便于理解本发明内容及优点功效。当然本发明也可以使用其他实例加以解释，本实施方式也可以在不背离本发明精神的条件下进行修饰与改变，在不冲突的情况下，本实施方式中的各项特征可相互组合。

需要强调的是，附图仅用于示例性的说明，为示意图而非制造图、实物图，不能理解为对本发明的限制；附图出于清楚说明的作用，部分部件会进行省略、简化、缩放等，不代表实际外观尺寸。

通过附图对实施例的描述，对本发明的具体实施方式进行进一步说明。

本发明实例中，物料经过前置设备推动落在011-高位箱体上，经过动静02-炉排块形成的相对运动，自上而下的移动依次通过011-高位箱体及012-低位箱体，越过013落差段后坠落翻滚进入后续012-低位箱体或其他后置位设备。

本发明实例中，如图2主视示意图。043-轴承与轴承座分列01-箱体两侧，04-驱动轴约束与两轴承座中，延04-驱动轴从外向内依次对称分布有041-主曲柄，042-副曲柄，两曲柄以键连接固定在04-驱动轴上。

进一步的，041-主曲柄上连接05-液压缸，042-副曲柄上连接044-连杆，044连杆的另一端分别连接03-移动框架，032-动炉排梁焊接在两侧03-移动框架上。

本发明实例中，如图1侧视示意图。驱动组件为液压形式驱动，05-液压缸通过051-液压缸支座固定在炉排01-箱体上，051-液压缸支座与05-液压缸转动固定，05-液压缸的另一端销轴连接在041-主曲柄上，05-液压缸与044-连杆夹角为β。当05-液压缸前进运动，041-主曲柄受推力转动一个角度α，041-主曲柄带动04-驱动轴转动同样的角度α。此时，固定在04-驱动轴上的042-副曲柄随动角度α，推动044-连杆运动。至此达到改变05-液压缸运动方向的目的，改变角度为2Π-β。

进一步的，如图3驱动组件及移动框架组件示意图。05-液压缸、041-主曲柄、042-副曲柄、04-驱动轴、044-连杆沿04-驱动轴轴向方向投影，形成M形结构；044-连杆经过014-密封盒进入01-箱体内部后，经销轴连接与03-移动框架相连。044-连杆随042-副曲柄沿β角度方向运动后，带动03-移动框架同方向运动，同时由于框架前端、后端设置的031-自润滑滚轴的约束，可保证03-移动框架的运行方向不发生偏移。

进一步的，032-动炉排梁也随03-移动框架运动方向移动，此时实现固定在032-动炉排梁上的02-炉排块相对固定在01-箱体上的02-炉排块向前运动。

相对的，如图1侧视示意图。当05-液压缸后退运动，经过可类比的运动过程，可以实现固定在032-动炉排梁上的02-炉排块相对固定在01-箱体上的02-炉排块后退运动。可类比的，随着05-液压缸的周期性动作，可以实现02-炉排块的相对往复运动。至此，本发明中驱动结构实现机械炉排的往复式运动。

进一步的，如图4其他技术机械炉排检修空间示意图。炉排下部渣斗及溜管为独立设计，为满足落渣要求，斗壁角度需要贴近竖直，进一步靠近下一段炉排驱动结构位置，压缩检修空间。本专利内容中，01-箱体可以替代一部分渣斗作用，免于两套设备布置的空间占用问题，有效的增加检修空间。

本发明实例中，如图5驱动炉排的控制框图。根据火焰状态判定(引用专利：CN108006665A一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法)及炉排燃烧面料层判定(引用专利：CN103234207B一种生活垃圾焚烧炉自动燃烧垃圾料层厚度控制系统)，可以判别炉排上部物料燃烧状态。在05-液压缸的进油管道上设置比例流量阀，通过调节比例流量阀的开度控制进油速度。进一步的，控制05-液压缸的前进、后退速度从而做到对炉排往复运动周期长短的控制。

进一步的，若炉排上物料堆积较多，需要延长物料在炉排上的燃烧时间时，调节比例流量阀开度偏小，05-液压缸前推、后退速度降低，炉排往复运动周期延长，此时物料向下速度减慢，在炉排上的燃烧时间加长。

可类比的，若炉排上物料已经燃尽，需要尽快排渣时，调节比例流量阀开度偏大，05-液压缸前推、后退速度提高，炉排往复运动周期缩短，此时物料向下速度加快，达到快速排渣要求。

进一步的，如图6本发明所驱动炉排在一种焚烧炉中组成热解气化单元示意图，物料经过061-进料机构推入炉排011-高位箱体后，在热烟气和炉膛热辐射共同作用下干燥、热解，随着料层在062-炉井处堆积，由063-流化床燃烧焦炭产生的热烟气对062-炉井处的干垃圾进行热解气化，产生的可燃气在064-二燃室进行燃烧，而062-炉井处反应后的物料在012-低位箱体继续气化，随后剩余物料掉落入063-流化床中完全燃尽，本示意即为本驱动方法构成箱体在一种焚烧炉中的应用范例。

进一步的，如图1侧视示意图，本发明中所述01-箱体及其上的驱动组件、移动框架组件等均可独立调节运行速度，多个01-箱体组合即可灵活的组成多种不同燃烧面积的往复式机械炉排炉，即模块化组合。并以如上述描述的控制逻辑，实现焚烧面分区控制物料下行速度，实现分区燃烧控制。

本发明实例中，由01-箱体、驱动组件、014-密封盒、移动框架组件构成的炉排机械结构；由05-液压缸驱动经过机械结构实现02-炉排块相对运动的形式；炉排控制逻辑及01-箱体模块化、分区控制功用，共同构成本发明即一种往复式机械炉排的驱动结构。

需要说明的，以上实例仅用于简明分析本发明的技术实行方式，所述实例不能构成对于本发明内容的限制。对于本专利内容技术实行方式的修改与替换，若不脱离本发明的精神及范围，都应包含在本发明的权利要求范围之中。

Claims (2)

1.一种往复式机械炉排驱动结构，包括炉排箱体，炉排箱体两侧的驱动组件、设置在箱体正面的驱动轴及固定组件、置于炉排箱体内部的移动框架组件以及固定在箱体结构上的密封盒组成；

所述驱动结构，驱动轴及固定组件包括驱动轴、驱动轴用轴承及轴承座，其中轴承及轴承座通过螺栓连接固定在箱体结构上，驱动轴固定在两轴承座内；

所述驱动结构中驱动组件，对称布置在炉排箱体两侧，包括转动支座、驱动液压缸、主曲柄、副曲柄、连杆组成；其中一段作为固定端，液压缸支座以螺母螺栓连接固定在箱体上，驱动液压缸通过支座可转动的连接在炉排箱体上，液压缸耳座通过销连接主曲柄；另一端作为驱动端，以连杆作为输出端连接在移动框架上，连杆另一端通过销连接副曲柄；主曲柄及副曲柄通过键连接固定在驱动轴上；

所述驱动结构，移动框架组件处于炉排箱体上部并在箱体内两侧对称布置，包括移动框架、自润滑滚轴、动炉排梁组成；移动框架中部与驱动组件输出端连杆以销轴连接转动固定，两段以斜面的形式与两固定在箱体内部的自润滑滚轴搭接，动炉排梁以一定的间隔垂直于移动框架并焊接在两移动框架上；

所述驱动结构，密封盒对应驱动组件中连杆进入箱体的位置镶嵌固定在炉排箱体上，驱动组件中连杆通过密封盒进入箱体内部。

2.一种往复式机械炉排驱动方法，其特征在于，采用权利要求1所述的驱动结构，物料经过前置设备推动落在高位箱体上，经过动静炉排块形成的相对运动，自上而下的移动依次通过高位箱体及低位箱体，越过落差段后坠落翻滚进入后续低位箱体或的其他后置位设备；

轴承与轴承座分列箱体两侧，驱动轴约束与两轴承座中，延驱动轴从外向内依次对称分布有主曲柄，副曲柄，两曲柄以键连接固定在驱动轴上；

主曲柄上连接液压缸，副曲柄上连接连杆，连杆的另一端分别连接移动框架，动炉排梁焊接在两侧移动框架上；

驱动组件为液压形式驱动，液压缸通过液压缸支座固定在炉排箱体上，液压缸支座与液压缸转动固定，液压缸的另一端销轴连接在主曲柄上，液压缸与连杆夹角为β；当液压缸前进运动，主曲柄受推力转动一个角度α，主曲柄带动驱动轴转动同样的角度α；此时，固定在驱动轴上的副曲柄随动角度α，推动连杆运动；至此达到改变液压缸运动方向的目的，改变角度为2Π-β；

液压缸、主曲柄、副曲柄、驱动轴、连杆沿驱动轴轴向方向投影，形成M形结构；连杆经过密封盒进入-箱体内部后，经销轴连接与移动框架相连；连杆随副曲柄沿β角度方向运动后，带动移动框架同方向运动，同时由于框架前端、后端设置的自润滑滚轴的约束，可保证移动框架的运行方向不发生偏移；

动炉排梁随移动框架运动方向移动，此时实现固定在动炉排梁上的炉排块相对固定在箱体上的炉排块向前运动；

当液压缸后退运动，经过可类比的运动过程，可以实现固定在动炉排梁上的炉排块相对固定在箱体上的炉排块后退运动；可类比的，随着液压缸的周期性动作，可以实现炉排块的相对往复运动。

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