CN114222895B - 用于冷却散状物料的冷却器 - Google Patents

Abstract

提供一种用于冷却散状物料的冷却器，特别是用于水泥熟料的冷却器，至少包括以下组件：‑支撑框架，所述支撑框架至少具有多个静态的横梁构件(1)，每个横梁构件(1)沿冷却器的横向延伸；‑多个静态的纵向构件(3)，沿冷却器的纵向延伸且固定在横梁构件(1)上；‑多个静态的进气格栅(6)，用于沉积散状物料；‑多个可移动的输送元件，其中输送元件各自具有‑驱动构件(8)和‑一个或多个连接至驱动构件(8)的带动元件(14)，驱动构件(8)在两个进气格栅(6)之间在冷却器的纵向上延伸；并且‑多个线性驱动器，每个线性驱动器一方面支撑在驱动构件(8)之一上，另一方面支撑在至少一个纵向构件(3)上。这种冷却器的特征在于，进气格栅(6)直接或间接布置在纵向构件(3)的上侧上并且直接或间接连接至纵向构件(3)。因此可以得到相对质轻且能够低成本生产的冷却器。

Description

用于冷却散状物料的冷却器

本发明涉及一种用于冷却热的散状物料(bulk material)的冷却器，特别是用于冷却水泥熟料的冷却器。

在水泥生产中，水泥熟料通常在回转窑中以连续工艺进行烧制，因此，或多或少恒定的热水泥熟料流在回转窑的出料端转移至(熟料)冷却器，借此，水泥熟料冷却至适合进一步处理的温度，同时从回转窑的出料端运走。这种熟料冷却器通常具有多个进气格栅，这些多个进气格栅至少横向于输送方向彼此相邻布置，并且热水泥熟料作为散状物料停留在这些进气格栅上并且冷却气体流过这些进气格栅。这种熟料冷却器中的热水泥熟料的传输通常通过进气格栅自身沿着输送方向和与输送方向相反的方向循环往复移动来完成，或者通过附加的带动元件来完成，其中，多个带动元件至少横向于输送方向彼此相邻布置，并且相对于保持静态的进气格栅沿着输送方向和与输送方向相反的方向往复移动。在随着往复移动的输送元件(即可移动的进气格栅或带动元件)的这种熟料冷却器中，热水泥熟料以散状物料作为一个整体沿预期的输送方向输送，所依据的事实在于，横向于传送方向彼此相邻布置的多个传送元件在传送方向上同时移动并且与传送方向相反相对于彼此具有时间偏移地移动。

WO 2017/042176 A1公开了一种用于冷却热的散状物料的冷却器，尤其是用于冷却水泥熟料的冷却器，其中设置有静态的进气格栅和可相对于静态的进气格栅移动的带动元件。该冷却器包括静态的支撑框架，所述静态的支撑框架具有多个沿冷却器的横向延伸的静态的横梁构件(crossmember)。此外，提供多个静态的纵向构件，所述多个静态的纵向构件沿冷却器的纵向延伸并且固定在横梁构件上。这些纵向构件呈具有矩形实体横截面的简单金属型材的形式。

根据WO 2017/042176 A1的冷却器还包括用于沉积散状物料的多个进气格栅，其中所述进气格栅具有在冷却器的垂直方向上延伸的通孔，用于冷却气流的通过。在这种情况下，进气格栅置于底板上，所述底板本身支撑在纵向构件和横梁构件上。多个输送元件——每个输送元件具有驱动构件——在两个纵向构件之间和两个进气格栅之间在冷却器的纵向上延伸，并且具有一个或多个带动元件，所述一个或多个带动元件附接至驱动构件且沿着冷却器的横向上超过驱动构件延伸，输送元件可以通过多个线性驱动器往复移动。在这种情况下，线性驱动装置呈液压缸的形式，并且其各自一方面支撑在驱动构件之一上，另一方面支撑在纵向构件上，所述纵向构件之间容纳该驱动构件。

本发明的基本目是在结构设计方面，且特别是在生产成本和/或重量方面，改进WO2017/042176 A1公开的冷却器。

所述目的通过本发明的冷却器来实现。这种冷却器的优选实施方案将在本发明的下文描述。

根据本发明，提供一种用于冷却散状物料的冷却器，特别是冷却水泥熟料的冷却器，根据从WO 2017/042176 A1公开的冷却器，所提供的冷却器至少包括以下组件：

-支撑框架，所述支撑框架至少具有多个静态的横梁构件(即在冷却器运行期间保持不动的横梁构件)，所述横梁构件在冷却器的纵向上彼此相邻布置并且各自沿冷却器的横向延伸，

-多个静态的纵向构件，所述多个静态的纵向构件沿冷却器的横向彼此相邻布置并且沿冷却器的纵向延伸且固定在横梁构件上，

-多个静态的进气格栅，用于沉积散状物料，其中所述进气格栅具有在冷却器的垂直方向上延伸的通孔，所述通孔用于冷却气流的通过，

-多个可移动的输送元件(即在冷却器运行期间移动以实现运输功能的输送元件)，其中输送元件各自

-具有驱动构件，所述驱动构件在每种情况下在进气格栅的两个之间在冷却器的纵向上延伸，并且优选地，所述驱动构件也在每种情况下在纵向构件的两个之间在冷却器的纵向上延伸，并且

-具有一个或多个带动元件(entrainment element)，所述一个或多个带动元件连接至驱动构件，并且优选地，所述一个或多个带动元件在冷却器的横向上延伸超过驱动构件，

-多个线性驱动器，每个线性驱动器一方面支撑在一个驱动构件(8)上，另一方面支撑在至少一个纵向构件(3)上。此情况下，线性驱动器能够特别地呈气动或液压缸-活塞单元的形式。

根据本发明，这种冷却器进一步特征在于，进气格栅直接、紧邻或间接布置在纵向构件的上侧，并且直接或间接连接至纵向构件。

本发明冷却器的设计与WO 2017/042176 A1已知的设计相比，特别地具有两个优点，这两个优点各自基于的事实在于，进气格栅布置在纵向构件上，并且进气格栅连接至纵向构件。也就是说，这种设计使得可以省略设置在WO 2017/042176 A1的冷却器中的附加基板，从而使本发明的冷却器在设计上相对简单并且因此相对价廉并且相对较轻。由此带来的另一个优点在于，改进的力的支持，所述力在借助冷却器运输散状物料期间产生，并且所述力一方面通过散料床的重量的支持来主要作用在冷却器的垂直方向上，并且另一方面借由输送力来主要作用在冷却器的纵向上，所述输送力通过线性驱动器产生并经由输送元件传递至散状物料。在输送散料床时，这些输送力一方面抵消待输送的散料与静态的进气格栅和输送元件之间的接触区域中的摩擦力，另一方面，这些摩擦力——其方向在冷却器纵向上——有必要通过使进气格栅固定在相关的下部结构上(substructure)来支撑。在WO2017/042176 A1的冷却器的情况下，这些摩擦力必须相应地一方面由进气格栅与基板连接处的连接点支撑，另一方面由底板连接至支撑框架的纵向构件和横梁构件处的连接点支撑。比较而言，在本发明的冷却器的情况下，仅进气格栅直接或间接连接至纵向构件处的那些连接点用于此目的。因此，在本发明的冷却器的情况下，与WO 2017/042176 A1的冷却器相比，在作用于冷却器的纵向和垂直方向的力的传递中，涉及显著更少的连接点，从而能够实现本发明冷却器的更简单的结构设计，这在冷却器的生产成本和重量方面具有有益的效果。

根据本发明冷却器的一个优选实施方案，可以提供线性引导件，用于引导驱动构件在纵向构件上的移动。为此目的，对于例如这些组件中的一个，即驱动构件或纵向构件，可以提供在各情况下具有至少一个滑动轴承引导件或滚动轴承引导件，并且对于这些组件的另一个，可以提供在各情况下具有至少一个在滑动轴承引导件或滚动轴承引导件中或在滑动轴承引导件或滚动轴承引导件上引导的引导元件。

根据本发明冷却器的一个同样优选的实施方方案，可以提供具有通孔的纵向构件，所述通孔在冷却器的垂直方向上延伸，用于冷却气流的通过。这有利地使得纵向构件可以在冷却器的整个纵向上尽可能地延伸，同时有利地使得冷却气体可以供给至进气格栅并且因此也可以通过进气格栅进入位于进气格栅上部的散状物料中。

作为进一步的优选，可以提供各情况下设计为型材构件的纵向构件，所述型材构件具有上壁和两个侧壁，所述两个侧壁从上壁延伸。在这种情况下，上壁和/或侧壁可进一步优选地为扁平设计，由此，一方面，这种纵向构件制造简单，另一方面，可以一方面实现这些纵向构件之间以及与横梁构件之间的有益的连接和支持，且另一方面实现进气格栅与线性驱动器之间的有益的连接和支持。然而，原则上，纵向构件可以具有任何期望的横截面形状，并且在本文中可以具有空心横截面或实心横截面。然而，作为一个特别优选的方案，提供具有U形横截面区域的成型构件，特别是具有位于底部或距进气格栅一定距离的横截面开口，所述横截面开口至少位于部分(即至少其中一些)截面中和/或位于在一些或多个截面中，因此，在具有足够稳定性的情况下，形成纵向构件需要尽可能少的材料并因此生产冷却器整体需要尽可能少的材料。然而，作为具有U形横截面的纵向构件的一个替代方案，特别是也可以提供具有矩形空心横截面的纵向构件。

本发明的冷却器的两个纵向构件中的每一个位于冷却器的横向上的外侧，可进一步优选地具有紧固装置，所述紧固装置用于紧固至冷却器的侧壁或紧固至另外的(特别是结构相同的)冷却器的外侧纵向构件。因此，本发明的冷却器也可以提供为冷却器装置的一部分，所述冷却器装置由多个这样的冷却器以模块化方式构造，由此，可以最灵活的方式实现冷却器装置集成在包括所述冷却器装置的设备中，例如集成在用于生产水泥熟料的工厂中。在此情况下，紧固装置可以例如呈螺栓的形式和/或呈用于容纳螺栓的通孔的形式，以形成螺纹连接。

根据本发明冷却器的另一优选实施方案，可以提供用于在输送元件和进气格栅之间密封的密封组件固定在纵向构件上，以便原则上使散状物料的颗粒穿过冷却器的降落最小化，特别是使这些颗粒对线性驱动器和/或线性引导件的污染最小化。

根据本发明冷却器的一个优选实施方案，可以提供各自具有中间构件的输送元件，其中一个或多个带动元件(直接)连接至中间构件，并且中间构件(直接)连接至驱动构件，其中一体式实施方案也认为是一种“连接”。在这种情况下，中间构件使得能够特别地以最简单的方式连接多个带动元件至驱动构件，所述多个带动元件间隔设置，特别是在冷却器的纵向上间隔设置，并且连接至中间构件，从而可以保持本发明的这种冷却器的生产相对简单，特别是保持本发明的这种冷却器的组装相对简单。

作为一个特别优选的方案，本发明的这种冷却器的特征还可以在于，中间构件各自具有两个侧壁(例如，由于具有朝向进气格栅或朝向进气格栅下部的横截面开口的U形横截面区域)，所述两个侧壁在背离驱动构件的一侧以密封方式引导靠近静态的边界壁，所述静态的边界壁例如在冷却器的垂直方向上延伸。在这种情况下，边界壁可以例如，在各情况下为相邻进气格栅的一部分或者与相邻进气格栅连接，或者在各情况下可以直接或间接地连接至纵向构件之一。由此，中间构件——其与边界壁重叠——使得结构简化但同时有效地使线性驱动器和线性导向器(借由线性驱动器和线性导向器，输送元件安装在纵向构件上，优选可移动地安装在纵向构件上)与位于进气格栅上的散状物料的空间分离，从而避免散状物料对线性驱动器和线性引导件的功能的损害。

下面通过附图中所示的实施方案更详细地解释本发明。在附图中，在某些情况下是简化图：

图1：以透视图示出本发明的冷却器的一部分；

图2：示出通过冷却器一部分的横截面，但未说明相关的进气格栅，以及示出在冷却器运行期间发生的力流；和

图3：以简化表示示出冷却器一部分的侧视图，以及示出在冷却器运行期间产生并作用在冷却器的纵向上的力的表示。

附图中所示的冷却器特别地可以是用于冷却水泥熟料的冷却器，所述冷却器例如设置在生产水泥熟料的工厂的回转窑的出料端，且可以用于将水泥熟料输送出去并同时对其进行冷却，水泥熟料以或多或少的连续过程从回转窑中排出。

冷却器包括支撑框架，所述支撑框架具有多个横梁构件1，所述多个横梁构件1在冷却器的横向上且同时基本上水平地延伸，并且支撑在支撑件2上，所述支撑件2在冷却器的垂直方向上延伸并且位于垂直方向上。此外，冷却器包括多个纵向构件3，所述多个纵向构件3沿冷却器的纵向延伸并且同样基本水平地延伸，其中纵向构件3相对于冷却器的横向彼此相邻布置，彼此平行对齐。纵向构件3在每种情况下设计为型材构件，所述型材构件具有U形横截面，且因此这些型材构件具有平坦的上壁4和两个侧壁5，所述侧壁5以与上壁基本上呈直角的角度向下延伸。纵向构件3的这些侧壁5接合在横梁构件1的相应尺寸的狭槽开口中，而纵向构件3的上壁4例如位于横梁构件1的上侧上。为了实现横梁构件1与纵向构件3之间不可移动的连接，纵向构件3可以相互直接连接，例如焊接和/或螺纹连接。

多个进气格栅6直接或间接地置于纵向构件3上壁的上侧上，在所述进气格栅6上，旨在使散状物料或水泥熟料停留。这些具有波浪形上侧的进气格栅6形成多个相对较小的通孔(不可见)，其在冷却器的垂直方向上延伸。在冷却器运行期间，冷却气体(特别是冷却空气)经引导通过这些通孔并通过通孔7，相比之下，在纵向构件3的上壁中的这些通孔7明显更大，并由此，冷却气体(特别是冷却空气)从下部引入散状物料或水泥熟料中。这种冷却气体的流动可以由布置在横梁构件和纵向构件下方的风扇装置(未示出)产生，因此冷却气体流过散状物料或水泥熟料，并在此过程中相当大程度地吸收来自散状物料或水泥熟料的热能，从而实现所期望的冷却效果。

各情况下，在彼此相邻布置的两个纵向构件3之间以及在布置在纵向构件3上的进气格栅6之间，提供自由空间，所述自由空间在冷却器的纵向延伸，且在所述自由空间内各情况下布置有驱动构件8。在此，这些驱动构件8从这些自由空间向上突出并因此一定程度上突出超过进气格栅6。驱动构件8各自包括主体9，所述主体9设计为具有矩形横截面的扁平型材，其中这一矩形横截面的宽度沿着冷却器的垂直方向。驱动构件8在各情况下为输送元件的一部分，所述输送元件可以相对于冷却器的静态的组件往复移动，也就是说，特别是相对于进气格栅6、纵向构件3、横梁构件1和支撑件2往复移动，在各情况下通过线性驱动装置往复移动，所述线性驱动装置例如呈液压缸-活塞单元形式。为此目的，驱动构件8一方面通过线性引导件以驱动构件8能够在冷却器的纵向上移动的方式得到支撑。这些线性引导件包括例如滑动轴承引导件10，所述线性引导件固定在纵向构件3的侧壁5的一侧上，各自相邻于一个驱动构件布置并且各自形成引导槽，所述引导槽在冷却器的纵向上延伸，并且在所述引导槽内接合有驱动构件8的引导元件11或多个引导元件11。此外，相关气缸-活塞单元的活塞12的头部连接至每个驱动构件，而该气缸-活塞单元的气缸13的自由端固定至两个纵向构件3上，所述两个纵向构件3在二者之间容纳相应的驱动构件8。因此，通过气缸-活塞单元的循环收缩和伸展实现驱动构件8的循环往复移动，以及因此实现冷却器的所有传送元件的循环往复移动。

除了驱动构件8之外，输送元件还包括多个带动元件14，所述多个带动元件14例如同样是呈具有矩形横截面的扁平型材的形式，但是其纵向轴线在冷却器的横向上延伸。多个这样的带动元件14各自连接至中间构件15，所述中间构件15在冷却器的纵向上延伸的成排布置。特别地，带动元件14与该中间构件15形成为一体，其中中间构件15本身具有U形横截面区域，所述U形横截面区域具有向下指向的横截面开口。由此，中间构件15在各情况下可以置于相关联的驱动构件8的突出超过进气格栅的那个部分上，所述驱动构件8并且可以连接至进气格栅上(例如用螺丝拧至进气格栅或通过螺栓或楔形件连接至进气格栅)，使得中间构件15的这两个侧壁16部分地与各个相关联的驱动构件8的这些部分在横向上重叠。在这种情况下，中间构件15的侧壁16各自同时与相邻进气格栅6的边界壁17重叠，其中进气格栅6的边界壁17各自在形成于相关联的驱动构件8的一侧与相关联的中间构件15的一个侧壁16之间的自由空间中引导。

替代性地，中间构件15的侧壁16也可以与其他未示出的壁重叠，边缘立起和/或以某种其他方式，以实现密封。也可以采用替代的密封装置，例如平面接触密封件。

因此有效地避免散状物料或水泥熟料的颗粒向中间空间的渗入，所述中间空间在各情况下容纳特别是驱动构件8，并且形成在两个纵向构件3之间以及形成在各情况下置于纵向构件3上的进气格栅6的排之间，确保了原则上避免散状物料颗粒掉落穿过冷却器，从而保护特别是布置在中间空间的滑动轴承和各情况下布置在这些中间空间下方的气缸/活塞单元免受这些颗粒的污染。

为了实现位于进气格栅6上以及带动元件14和中间构件15上以及临近处的散状物料/水泥熟料的输送(所述输送在预定的输送方向上进行)，在横向上彼此相邻布置的输送元件借助相关联的气缸-活塞单元在输送方向上同时移动，而输送元件的返回移动发生时间偏移，因此散状物料作为一个整体在输送方向上传送。

在散状物料/水泥熟料的输送过程中产生的沿冷却器纵向的力主要支承在纵向构件3上，其中产生这些纵向力的气缸-活塞单元的冲程力基本上完全或至少在很大程度上由相反方向的摩擦力补偿，如图2和图3示意性所示。图2用点虚线示出散状物料/水泥熟料中的力流和用短划线示出冷却器中的力流。在图3中，F1表示由气缸-活塞单元产生的冲程力，其沿冷却器的纵向在相反方向上交替作用。一方面，这些冲程力抵消了线性引导件中产生的摩擦力，在图3中用F2表示。此外，这些冲程力F1被散状物料与相对于散状物料周期性移动的输送元件和进气格栅6之间以及与密封件(未示出)之间的摩擦力F3抵消。

各自位于冷却器的横向的外侧上的冷却器的两个纵向构件3具有通孔18形式的固定装置，所述固定装置各自用于(通过螺纹连接)固定至冷却器的侧壁(未示出)或固定至另外的冷却器(特别是结构相同的冷却器)的外侧纵向构件。

参考符号列表：

1 横梁构件

2 支撑件

3 纵向构件

4 纵向构件上壁

5 纵向构件侧壁

6 进气格栅

7 纵向构件的通孔

8 驱动构件

9 驱动构件的主体

10 滑动轴承引导件

11 引导元件

12 气缸活塞单元的活塞

13 气缸-活塞单元的气缸

14 带动元件

15 中间构件

16 中间构件的侧壁

17 进气格栅的边界壁

18 外侧纵向构件的通孔

Claims (9)

1.一种用于冷却散状物料的冷却器，具有

-支撑框架，所述支撑框架至少具有多个沿冷却器的横向延伸的静态的横梁构件(1)，

-多个静态的纵向构件(3)，所述多个静态的纵向构件(3)沿冷却器的纵向延伸并且直接或间接地连接至横梁构件(1)，

-多个静态的进气格栅(6)，用于沉积散状物料，其中所述进气格栅(6)具有在冷却器的垂直方向上延伸的通孔，所述通孔用于冷却气流的通过，

-多个可移动的输送元件，其中输送元件各自

-具有驱动构件(8)，所述驱动构件(8)在每种情况下在两个进气格栅(6)之间在冷却器的纵向上延伸，并且

-具有一个或多个带动元件(14)，所述一个或多个带动元件(14)连接至驱动构件(8)，

-多个线性驱动器，每个线性驱动器一方面支撑在一个驱动构件(8)上，另一方面支撑在至少一个纵向构件(3)上，

其特征在于，所述进气格栅(6)直接或间接布置在纵向构件(3)的上侧上，并且直接或间接连接至纵向构件(3)，所述驱动构件(8)在纵向构件(3)的两个之间在冷却器的纵向上延伸。

2.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括线性引导件，所述线性引导件用于引导驱动构件(8)在纵向构件(3)上的移动。

3.根据权利要求1或2所述的冷却器，其特征在于，所述纵向构件(3)具有通孔(7)，所述通孔(7)在冷却器的垂直方向上延伸，用于冷却气流的通过。

4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的冷却器，其特征在于，所述纵向构件(3)在每种情况下设计为型材构件，所述型材构件具有至少一个上壁(4)以及具有两个侧壁(5)，所述侧壁(5)从上壁(4)延伸。

5.根据权利要求4所述的冷却器，其特征在于，所述型材构件至少部分地和/或在某个或一些区段具有U形横截面区域。

6.根据前述权利要求1-2中任一项所述的冷却器，其特征在于，在冷却器的横向上各自位于外侧的两个纵向构件(3)具有紧固装置，所述紧固装置用于紧固至冷却器的侧壁或紧固至另一个冷却器的外侧纵向构件。

7.根据前述权利要求1-2中任一项所述的冷却器，其特征在于，用于在所述输送元件和所述进气格栅(6)之间进行密封的密封组件紧固在所述纵向构件(3)上。

8.根据前述权利要求1-2中任一项所述的冷却器，其特征在于，所述输送元件各自具有中间构件(15)，其中所述一个或多个带动元件(14)连接至所述中间构件(15)，并且所述中间构件(15)连接至所述驱动构件(8)。

9.根据权利要求8所述的冷却器，其特征在于，所述中间构件(15)各自具有两个侧壁(16)，所述两个侧壁(16)在背离所述驱动构件(8)的一侧以密封的方式引导靠近静态的边界壁(17)。