CN113883889B - 一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，包括封盖、轴承、托架、填块和冷却腔，封盖为半环状空心结构，封盖固连在窑炉端口处，轴承固连在封盖内，轴承外壁抵接在封盖内壁上，轴承内壁抵接在窑体外；封盖两侧分别固连有进液管和出液管,进液管和出液管均与封盖内腔相通以使封盖弧形腔内通有含甲酸的冷却液；轴承侧端面底部固连有进油管，轴承侧端面顶部固连有出油管，进油管和出油管均与轴承内腔相通，以使轴承内通有流动的润滑油液；冷却腔固连在封盖底部，托架固连在轴承下方的冷却腔内，托架顶部与轴承外壁面抵接；填块固连在进液管和出液管端口下方的封盖内腔中，本发明具有既能使回转窑顺畅转动又能利用草酸溶液为轴承降温，而且还能产生额外的二氧化碳气体的优点。

Description

一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统

技术领域

本发明涉及回转窑技术领域，尤其涉及一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统。

背景技术

回转窑是指旋转煅烧窑，俗称旋窑，是一种在回转的圆筒中完成对原材料的高温热处理的热工设备。原材料在倾斜安装的圆筒中，受重力的作用和回转圆筒的带动，由高端(窑尾)向低端(窑头)翻滚前进，燃料由低端送入圆筒内燃烧，生成的烟气流向高端，使得烟气与原材料做反方向运动，在高温烟气的流动过程中与原材料进行热交换，实现对原材料的煅烧。

外燃式回转窑则是在回转窑外套接窑炉，通过在窑炉内加装燃烧器，对回转窑外壁进行加热。外燃式的回转窑因可以沿回转窑长度方向间隔分布多个燃烧器，则能保证回转窑各部分受热均匀，原材料煅烧程度十分高。此外为了避免热量损失，窑炉基本要求完全密封，仅保留废气出口管和燃料进气管等与外界进行气体交换。但窑炉与回转窑完全贴合的话，虽然能提高密封性，但是会导致回转窑旋转摩擦力增大，加上煅烧温度高，极高概率会使窑体产生“扭麻花”的问题，导致回转窑报废。

因此，针对以上不足，需要提供一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的外燃式回转窑要么密封效果差要么回转窑旋转不顺畅的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，包括封盖、轴承、托架、填块和冷却腔，封盖为半环状空心结构，封盖固连在窑炉端口处，轴承固连在封盖内，轴承外壁抵接在封盖内壁上，轴承内壁抵接在窑体外；封盖两侧分别固连有进液管和出液管,进液管和出液管均与封盖内腔相通以使封盖弧形腔内通含甲酸的冷却液；轴承侧端面底部固连有进油管，轴承侧端面顶部固连有出油管，进油管和出油管均与轴承内腔相通，以使轴承内通有流动的润滑油液；冷却腔固连在封盖底部，托架固连在轴承下方的冷却腔内，托架顶部与轴承外壁面抵接；填块固连在进液管和出液管端口下方的封盖内腔中。

作为对本发明的进一步说明，优选地，封盖和冷却腔均设有隔温材料，冷却腔内部中空，冷却腔远离窑炉一侧分别开设有进油口和出油口，以使冷却腔内通有润滑油液。

作为对本发明的进一步说明，优选地，托架顶部为弧形金属板，托架底端中部间隔固连有若干根主支柱，托架底端两侧间隔固连有若干根侧支柱，主支柱和侧支柱均抵接在冷却腔底部。

作为对本发明的进一步说明，优选地，主支柱与侧支柱均采用多层钢管嵌套制成，相邻钢管之间仅接触或不接触，主支柱和侧支柱轴心处设有实心的金属棒。

作为对本发明的进一步说明，优选地，封盖圆弧长度大于二分之一的圆周长度，封盖圆弧长度加托架圆弧长度小于圆周长度。

作为对本发明的进一步说明，优选地，封盖靠近托架一端固连有导头，导头突出封盖外且不与托架抵接，导头圆弧半径与托架顶部圆弧半径相同，导头厚度与托架顶部厚度相同。

作为对本发明的进一步说明，优选地，封盖与冷却腔相接处固连有三角形的定位垫，进液管和出液管贯穿定位垫。

作为对本发明的进一步说明，优选地，填块包括导向块和垫块，导向块和垫块均为截面为梯形的块状结构，导向块斜面倾角大于垫块斜面倾角，导向块与垫块厚度小的一端相互连接，导向块与垫块均固连在封盖圆弧内腔两端。

作为对本发明的进一步说明，优选地，导向块斜面正对进液管和出液管，垫块位于进液管和出液管管口下端。

作为对本发明的进一步说明，优选地，出液管连接在热能回收装置进液端处。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明通过在窑炉和窑体之间加装带有滚球的轴承，可降低窑体旋转的摩擦力，避免窑体在高温环境下运动出现结构损坏的问题。而且通过向轴承外导流含甲酸的冷却液，通过吸热分解还能额外产生二氧化碳，并且相比纯水能够吸收更多热量，起到进一步降温冷却的作用。在轴承内导流润滑油，双重为轴承降温，避免轴承过热导致滚球或轨道表面出现熔融状态而导致轴承降低摩擦力的效果降低的问题出现。

附图说明

图1是本发明的总装效果图；

图2是本发明的剖面图；

图3是图2中A的放大图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明的仰视图；

图6是本发明的正视图。

图中：1、封盖；11、进液管；12、出液管；13、导头；2、轴承；21、进油管；22、出油管；23、滚球；3、托架；31、主支柱；32、侧支柱；4、填块；41、导向块；42、垫块；5、冷却腔；51、进油口；52、出油口；53、定位垫；6、垫砖；7、窑炉；8、窑体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，结合图2、图6，包括封盖1、轴承2、托架3、填块4和冷却腔5，封盖1为半环状空心结构，封盖1固连在窑炉7端口处以使窑炉7内部空间封闭，轴承2固连在封盖1内，轴承2外壁抵接在封盖1内壁上，轴承2内壁抵接在窑体8外；冷却腔5固连在封盖1底部，托架3固连在轴承2下方的冷却腔5内，托架3顶部与轴承2外壁面抵接；填块4固连在封盖1内腔中。

结合图2、图6，封盖1整体由钢板制成，用于加固支撑且防渗，封盖1与窑炉7相抵接一侧面固连有隔温材料，优选复合硬硅钙石型硅酸钙，以避免窑炉7高温直接传递到轴承2处，为使窑体8顺利转动，隔温材料与窑体8间隙配合。封盖1两侧分别固连有进液管11和出液管12,进液管11和出液管12均与封盖1内腔相通以使封盖1弧形腔内通有含甲酸的冷却液或纯净水，其中甲酸溶液的含量不得高于25％，封盖1内壁也需要进行钝化处理。采用甲酸溶液在高温下分解出一氧化碳气体和二氧化碳气体，合适的甲酸含量不仅能保证完全吸热分解，而且还有效避免腐蚀封盖1，实现更好冷却且回收了热量；出液管12连接在热能回收装置和气体回收装置处，该热能回收装置可包括闪蒸罐和加热器，通过闪蒸罐将热液闪蒸成液蒸气，利用加热器简单加热后送至汽轮机进行发电，实现余热利用。封盖1圆弧长度大于二分之一的圆周长度，可使冷却液更大范围地覆盖轴承2，而且相比制造整圆的封盖1难度更低，此外在隔温材料的作用下，轴承2只受到窑体8直接传导的热量以及通过隔温材料与窑体8之间的间隙流入的热空气热量，减少轴承2的受热面，便于后续降温工作更易进行。

结合图2、图6，轴承2主要由两个钢制圆环和若干个滚球23组成，或将滚球23改为多根不同外径的钢管嵌套成的圆柱体，以进一步降低制造难度和成本。口径较大的钢制圆环内壁间隔开设有若干个球形槽，将滚球23嵌入所述球形槽内，随后将口径较小的钢制圆环嵌入至滚球之间，最后在口径较小的钢制圆环两侧焊接定位圆环，定位圆环外径略大于口径较小的钢制圆环外径，以使定位圆环能够配合固定住滚球23，定位圆环还可嵌入至口径较大的钢制圆环内，完成轴承2的制造。通过上述方式制造的轴承2，既能起到降低摩擦力的作用，又能降低制造难度，应用到回转窑处实用性更强。

结合图1、图6，轴承2侧端面底部固连有进油管21，轴承2侧端面顶部固连有出油管22，进油管21和出油管22均与轴承2内腔相通，以使轴承2内通有流动的润滑油液；润滑油液在定位圆环的限制下，外渗量较少，则能够使润滑油液较为稳定在轴承2内流动。润滑油液在流动过程中既起到润滑作用，又能通过流动带走部分热量，减少高温对轴承2转动的影响。

结合图3、图5，托架3顶部为弧形金属板，托架3底端中部间隔固连有若干根主支柱31，托架3底端两侧间隔固连有若干根侧支柱32，主支柱31和侧支柱32均抵接在冷却腔5底部，用于稳定支撑托架3和轴承2，而且还不会影响冷却腔5内的润滑油液的流动降温。此外，主支柱31与侧支柱32均采用多层钢管嵌套制成，相邻钢管之间仅接触或不接触，主支柱31和侧支柱32轴心处设有实心的金属棒，采用此种结构不仅能稳定支撑托架3和轴承2，又能避免直接使用高成本的实心钢柱，进一步降低密封结构的制造成本。同时因主支柱31和侧支柱32内具有空隙，则传热效率更高，避免主支柱31和侧支柱32内部受热膨胀导致自身的结构强度降低的问题。

结合图2、图3，封盖1靠近托架3一端固连有导头13，导头13突出封盖1外且不与托架3抵接，导头13圆弧半径与托架3顶部圆弧半径相同，导头13厚度与托架3顶部厚度相同，封盖1圆弧长度加托架3圆弧长度小于圆周长度。设计导头13用于在装配时对托架3进行定位，以使托架3圆弧面能与轴承2完全贴合，此外导头13与托架3之间具有间隔，用于在装配时减少因焊接等因素产生的装配误差，降低装配难度。而且在实际运行中，间隙还能缓冲回转窑转动时的振动，相比全包围的封盖1在机械振动时更不易产生焊缝裂口，进而能保证封盖1的密封性，使冷却液不会渗出封盖1外，提高封盖1的使用寿命。

结合图2、图3，填块4可采用PVC制成，填块4固连在进液管11和出液管12端口下方的封盖1内腔中，填块4包括导向块41和垫块42，导向块41和垫块42均为截面为梯形的块状结构，导向块41斜面倾角大于垫块42斜面倾角，导向块41与垫块42厚度小的一端相互连接，导向块41与垫块42均固连在封盖1圆弧内腔两端，导向块41斜面正对进液管11和出液管12，垫块42位于进液管11和出液管12管口下端。设置填块4避免冷却液在封盖1内沉积过长时间导致封盖1圆弧两端焊缝较快锈蚀而强度降低的问题，使封盖1的密封性可持续较长时间。而且填块4采用PVC降低封盖1圆弧两端的承重，避免封盖1的密封性受到物理影响。

结合图1、图6，冷却腔5为类方形钢制壳体，冷却腔5底部架设有垫砖6，用于支撑整个密封结构。冷却腔5与窑炉7相抵接一侧面固连有隔温材料，优选复合硬硅钙石型硅酸钙，以避免窑炉7热量直接传导至冷却腔5内。冷却腔5内部中空，冷却腔5远离窑炉7一侧分别开设有进油口51和出油口52，以使冷却腔5内通有润滑油液，通过润滑油液为轴承2底部降温。进油口51和出油口52和总油箱相通，总油箱与进油管21和出油管22也相通，不仅能利用润滑油液对轴承2底部降温，还可承接轴承2渗漏出的润滑油液，润滑油液通过托架3与导头13之间的间隙流入冷却腔5内，避免润滑油液浪费。

结合图2、图6，封盖1与冷却腔5相接处固连有三角形的定位垫53，定位垫53可采用实心的环氧树脂制成，进液管11和出液管12贯穿定位垫53，定位垫53通过胶粘的方式与冷却腔5和封盖1相连，设置定位垫53可在为圆弧面的封盖1钻孔时提供便利，因冷却腔5外侧面为平面，则先在冷却腔5外部进行钻孔，钻头能够顺利通过冷却腔5侧壁以及定位垫53抵接在封盖1侧壁，进而可顺利对圆弧侧面的封盖1进行开孔，便于后续安装进液管11和出液管12，而且定位垫53还可起到辅助支撑封盖1的作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：包括封盖(1)、轴承(2)、托架(3)、填块(4)和冷却腔(5)，封盖(1)为半环状空心结构，封盖(1)固连在窑炉(7)端口处，轴承(2)固连在封盖(1)内，轴承(2)外壁抵接在封盖(1)内壁上，轴承(2)内壁抵接在窑体(8)外；封盖(1)两侧分别固连有进液管(11)和出液管(12),进液管(11)和出液管(12)均与封盖(1)内腔相通以使封盖(1)弧形腔内通有含甲酸的冷却液；轴承(2)侧端面底部固连有进油管(21)，轴承(2)侧端面顶部固连有出油管(22)，进油管(21)和出油管(22)均与轴承(2)内腔相通，以使轴承(2)内通有流动的润滑油液；冷却腔(5)固连在封盖(1)底部，托架(3)固连在轴承(2)下方的冷却腔(5)内，托架(3)顶部与轴承(2)外壁面抵接；填块(4)固连在进液管(11)和出液管(12)端口下方的封盖(1)内腔中。

2.根据权利要求1所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：封盖(1)和冷却腔(5)均设有隔温材料，冷却腔(5)内部中空，冷却腔(5)远离窑炉(7)一侧分别开设有进油口(51)和出油口(52)，以使冷却腔(5)内通有润滑油液。

3.根据权利要求2所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：托架(3)顶部为弧形金属板，托架(3)底端中部间隔固连有若干根主支柱(31)，托架(3)底端两侧间隔固连有若干根侧支柱(32)，主支柱(31)和侧支柱(32)均抵接在冷却腔(5)底部。

4.根据权利要求3所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：主支柱(31)与侧支柱(32)均采用多层钢管嵌套制成，相邻钢管之间仅接触或不接触，主支柱(31)和侧支柱(32)轴心处设有实心的金属棒。

5.根据权利要求1所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：封盖(1)圆弧长度大于二分之一的圆周长度，封盖(1)圆弧长度加托架(3)圆弧长度小于圆周长度。

6.根据权利要求5所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：封盖(1)靠近托架(3)一端固连有导头(13)，导头(13)突出封盖(1)外且不与托架(3)抵接，导头(13)圆弧半径与托架(3)顶部圆弧半径相同，导头(13)厚度与托架(3)顶部厚度相同。

7.根据权利要求6所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：封盖(1)与冷却腔(5)相接处固连有三角形的定位垫(53)，进液管(11)和出液管(12)贯穿定位垫(53)。

8.根据权利要求1所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：填块(4)包括导向块(41)和垫块(42)，导向块(41)和垫块(42)均为截面为梯形的块状结构，导向块(41)斜面倾角大于垫块(42)斜面倾角，导向块(41)与垫块(42)厚度小的一端相互连接，导向块(41)与垫块(42)均固连在封盖(1)圆弧内腔两端。

9.根据权利要求8所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：导向块(41)斜面正对进液管(11)和出液管(12)，垫块(42)位于进液管(11)和出液管(12)管口下端。

10.根据权利要求2所述的一种利用物质分解的外燃式回转窑密封结构的冷却系统，其特征在于：出液管(12)连接在热能回收装置进液端处。

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