CN201145076Y - 风量调节阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有的水泥炉窑熟料冷却装置存在的冷却风量难以控制的问题，公开了一种风量调节阀，其特征是它主要由钢板风管(3)、空心阀板(8)、弧形孔板(4)、小筋板(5)和配重块(6)组成，钢板风管(3)的出风口端与箅板(1)相连，所述的空心阀板(8)在枢轴(9)上且靠近钢板风管(3)的内壁，在空心阀板(8)上设有通风孔(7)；弧形孔板(4)的一端固定安装在空心阀板(8)的下端，其另一端略伸出钢板风管(3)的侧壁外，在所述的弧形孔板(4)上至少开有八排通风小孔(2)；所述的小筋板(5)位于弧形孔板(4)与空心阀板(8)之间并分别与它们相连，配重块(6)安装在空心阀板(8)上、小筋板(5)的下部。具有结构简单，安装方便，能根据熟料层厚度自适应调节进风量，节能效果明显的优点。

Description

风量调节阀

技术领域

本实用新型涉及一种水泥炉窑的熟料冷却装置中使用的调节阀，尤其是一种干法水泥炉窑使用的使熟料快速冷却的与篦板相连的风量调节阀，具体地说是一种风量调节阀。

背景技术

随着水泥工艺的发展成熟，水泥熟料的冷却设备也在不断地改进，由最初的单冷机，第二代低阻力推动篦冷机发展到目前应用比较广泛的第三代高阻力推动篦冷机和第四代节能型推杆冷却机。在第三代和第四代冷却机中均设有篦床，篦床上安装有篦板，冷却风从篦板下部的进风口进入通过篦板上部的出风口向熟料内部强制吹风，实现快速冷却，为了实现对从出风口送出的冷却风能根据料层的厚度调整进风量，一般在篦板的下部风量调节阀，但现有的风量调节阀不是结构复杂，就是可调性能较差，尤其是灵活性很难满足使用要求，因此出现熟料量大时冷却慢，成品质量差，熟料少时，冷却快，浪费能源，以致于同一炉窑生产出的水泥品质相差较大，不利于产品质量的稳定。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的水泥炉窑熟料冷却篦板下部的风量调节阀存在的结构复杂、灵活性差的问题，设计一种结构简单、稳定可靠的风量调节阀。

本实用新型的技术方案是：

一种风量调节阀，其特征是它主要由钢板风管3、空心阀板8、弧形孔板4、小筋板5和配重块6组成，钢板风管3的出风口端与篦板1相连，其下端为进风口，所述的空心阀板8铰装在穿过钢板风管3的枢轴9上且靠近钢板风管3的内壁，二者之间设有一小的通风间隙10，在空心阀板8的下端位置处设有通风孔7；弧形孔板4的一端固定安装在空心阀板8的下端、通风孔7的下部位置处，其另一端略伸出钢板风管3的侧壁外，在所述的弧形孔板4上至少开有八排通风小孔2；所述的小筋板5位于弧形孔板4与空心阀板8之间并分别与它们相连，配重块6安装在空心阀板8上、小筋板5的下部。

是所述的通风间隙10的大小为1～3毫米。

所述弧形孔板4上的通风小孔2呈倒三角形布置，且越靠近弧形孔板4悬臂端，每排上的通风小孔2的数量越多，相邻孔排中心线之间的距离越小。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型通过在每个迷宫式防漏料托盘下部的导风管中增加能自动根据作用与反作用力调节开度的阀板，实现了风量的自动调节，使之能根据熟料床上熟料的量自动调整进风口的开启度，使冷却风量始终控制在最佳范围内，有利于提高水泥品质和出品的稳定性。

2、本实用新型的阀板结构简单，重量轻，制造方便，所开设的通风孔数量、排列形式是根据理论计算和大量实验所得的。

3、调节阀安装在篦板上，篦板的通风面积一定，因此篦板的通风量大小是由调节阀来控制。而调节阀上空心阀板的通孔及固定间隙通风面积是固定的，只有空心阀板上的弧形孔板面积是变化的。弧形孔板通风面积除与空心阀板摆动角度有关更与弧形孔板上孔的分布和孔的大小有关，本实用新型通过理论计算和实测结果得到了主体呈三角形布置的最佳通风孔排列结构。

4、节能效果明显。单台篦冷机可年节标煤3370吨以上。

5、应用范围广，可用于各类高、中、低压送风系统中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本实用新型的弧形孔板上的通风孔的排列角度位置示意图。

图5是图4的反映通风孔布局情况的A向视图。

图6是本实用新型的风量调节计算示意图。

具体实施方式

下面结构附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1～5所示。

一种风量调节阀，是它主要由钢板风管3、空心阀板8、弧形孔板4、小筋板5和配重块6组成，如图1所示，钢板风管3的出风口端与篦板1相连(篦板1的俯视图如图3所示)，其下端为进风口，所述的空心阀板8铰装在穿过钢板风管3的枢轴9上且靠近钢板风管3的内壁(如图2)，二者之间设有一小的通风间隙10，该间隙的大小在1～3毫米之间，图1中的间隙为2毫米，在空心阀板8的下端位置处设有通风孔7；弧形孔板4的一端固定安装在空心阀板8的下端、通风孔7的下部位置处，其另一端略伸出钢板风管3的侧壁外，也就是说在与空心阀板8正面所对应的钢板风管3上设有一个能让弧形孔板4向外转动的缺口，而弧形孔板4与钢板风管3的缺口壁之间设有2毫米左右的间隙，使保证弧形孔板4的灵活转动，钢板风管3的夹在缺口两边的侧壁则正好形成一个类似于限位导槽的结构，防止弧形孔板4作图1所示前后方向的移动，使其只能作图1所示的左右方向的转动。在所述的弧形孔板4上至少开有八排通风小孔2(如图5所法)，通风小孔2呈倒三角形布置，且越靠近弧形孔板4悬臂端，每排上的通风小孔2的数量越多，相邻孔排中心线之间的距离越小，如图4、5；所述的小筋板5位于弧形孔板4与空心阀板8之间并分别与它们相连，配重块6安装在空心阀板8上、小筋板5的下部。

与本实用新型的风量调节阀相配的第四代节能型推杆冷却机的篦床都是由固定篦板1组成的，每块篦板大小为300mm×300mm，见图1所示。每块篦板1的下面装有一个本实用新型的风量调节阀，每块篦板1的通风量就由本实用新型的风量调节阀来控制。

本实用新型的风量调节阀可以有效灵活的自动控制篦板通风量，从而使由于料层厚薄颗粒大小引起的熟料床局部差异得以自动均衡。该阀的结构如前所述。在钢板风管3处的机械能平衡可以由伯努力方程来描述：

2dP+2ρgdz+ρdv²＝0                                   (1)

式中：P为压力

ρ为空气密度

g为重力加速度

z为直角坐标

v为空气线速度

在钢板风管3内两给定点之间，例如在任意两点(点1和点2)之间，通过对上述方程积分得：2P₂+2ρgz₂+ρv₂ ²＝2P₁+2ρgz₁+ρv₁ ²   (2)

考虑气流摩擦及损失对流体断面作简单计算情况下，经简化得：

ΔP＝ζρv²/2                                        (3)

式中ζ为损失系数

图6为作用在单个空心阀体8上的力，经过该阀体的压力差产生一个绕回转中心O的力矩Mo：

$\mathrm{Mo}={\∫}_0^L\mathrm{WL\ΔPdL}={\mathrm{WL}}^2\mathrm{\ΔP}/2---\left(4\right)$

式中：W为空心阀体8的宽度

L为弧形孔板4到枢轴9中心的距离

空心阀板8上设计有通风孔7，即使空心阀板8处于关闭状态也有一定的冷却风通过篦板1。通风孔7确保设计风量能通过调节阀，因此上面力矩公式可以修正如下：

Mo＝WL²ΔP/2-πD_通L_通ΔP/4                            (5)

式中：D_通为通风孔直径

L_通见上图所示(请将下标和附图上的下标标清楚)

通过调节阀的压力差引起的力矩使其活动的范围内向对于阀体重力的反作用力处于平衡。因此：

Mo＝F_gL_mcSinα                                        (6)

式中：F_g为阀体重力

L_mc为阀体质心到回转中心O的距离

α为阀体与垂直方向的角度

通过(5)和(6)两个公式相结合，当风量调节阀的空心阀板8的宽度和厚度给定后其总长则确定了该阀的工作压力范围。

通过风量调节阀的压降ΔP作为α角的函数，α角由任何时间的空心阀板8的位置来确定：

ΔP＝F(α)                                       (7)

由(3)式得：

因为ΔP＝ζρv²/2＝ζρ(Q/A)²/2

所以 $A=Q\sqrt{\mathrm{\ζ\ρ}/2\mathrm{\Δp}}$

式中A为通流面积

Q为体积流量

这样就要获得通过调节阀的气体流量Q和空心阀板8的位置角度α(如图4所示)，就可以计算出通流面积。

本实用新型的流量调节阀安装在篦板1上，篦板1的通风面积是一定的，因此篦板的通风量大小是由调节阀来控制。而调节阀上空心阀板8的通孔及固定间隙通风面积是固定的，只有空心阀板8上的弧形孔板4的面积是变化的。弧形孔板4通风面积除与空心阀板8摆动角度有关更与弧形孔板4上孔的分布和孔的大小有关。通过以上公式设计计算，就可以得到本实用新型的阀门摆动范围内的设计要求风量。

本实用新型的风量调节阀工作原理是基于简单的定律，不要其他外力来控制，调节阀的空心阀板8根据钢板风管3内的压力大小而打开或关闭。钢板风管3内的压力取决于料层的阻力大小。料层厚、细，那么阻力大则钢板风管3内压力大，空心阀板8处于打开状；料层薄、粗，阻力小，则钢板风管3内压力小，空心阀板8处于关闭状。这样每块篦板1都有一个风量控制装置，根据篦板1上的熟料层情况给定冷却风量，达到了冷却风按需分配，提高了单位冷却风利用效率，使篦冷机在配风上大大减小，有效地降低了篦冷机的电耗。由于冷却风按需分配，孰料的冷却效果比较好，孰料大量的热量被冷却风带走，一部分回收入窑，一部分被三次风管抽走，还有一部分被抽到煤磨进行煤粉烘干，热回收效率大大提高，可以高达80％以上。未安装本实用新型的风理调节阀的篦冷机热回收率只有65％，如果按热耗为412Kcal/Kg孰料，日产1000吨熟料生产线计算使用本实用新型的风量调节阀后一年可节约煤：

412Kcal/Kg孰料×(80％-65％)＝61.8Kcal/Kg孰料

61.8Kcal/Kg孰料×1000吨×300天/5500Kcal/Kg煤＝3370吨

煤以市场价400元/吨计算，则年可节省燃煤支出：

3370×400＝1348000元即每年可以节约134.8万元煤耗。

Claims (3)

1、一种风量调节阀，其特征是它主要由钢板风管(3)、空心阀板(8)、弧形孔板(4)、小筋板(5)和配重块(6)组成，钢板风管(3)的出风口端与篦板(1)相连，其下端为进风口，所述的空心阀板(8)铰装在穿过钢板风管(3)的枢轴(9)上且靠近钢板风管(3)的内壁，二者之间设有一小的通风间隙(10)，在空心阀板(8)的下端位置处设有通风孔(7)；弧形孔板(4)的一端固定安装在空心阀板(8)的下端、通风孔(7)的下部位置处，其另一端略伸出钢板风管(3)的侧壁外，在所述的弧形孔板(4)上至少开有八排通风小孔(2)；所述的小筋板(5)位于弧形孔板(4)与空心阀板(8)之间并分别与它们相连，配重块(6)安装在空心阀板(8)上、小筋板(5)的下部。

2、根据权利要求1所述的风量调节阀，其特征是所述的通风间隙(10)的大小为1～3毫米。

3、根据权利要求1所述的风量调节阀，其特征是所述弧形孔板(4)上的通风小孔(2)呈倒三角形布置，且越靠近弧形孔板(4)悬臂端，每排上的通风小孔(2)的数量越多，相邻孔排中心线之间的距离越小。

Images