CN207420628U - 一种利用烧结机余热的蒸汽发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，属于冶金设备技术领域。它解决了现有烧结系统余热利用率较低等技术问题。一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，烧结系统包括载料台和位于载料台上方的点火室，载料台的下方设置有一导热炉，导热炉连接一个为蒸汽发动机提供给热能的煮炉，导热炉内填注有导热油；本蒸汽机发动机包括缸体、主活塞、连杆和曲轴，缸体内具有相通的挥发腔、缓冲腔和活塞腔，主活塞滑动连接在活塞腔内，连杆的两端分别铰接主活塞和曲轴的曲部，活塞腔与挥发腔之间通过一回流孔相通，主活塞能够遮闭回流孔贯穿活塞腔内壁的开口。本实用新型具有烧结余热利用率高等优点。

Description

一种利用烧结机余热的蒸汽发动机

技术领域

本实用新型属于冶金设备技术领域，涉及一种利用烧结机余热的蒸汽发动机。

背景技术

我司是一家全国重点钢铁民营企业，经鄂经信批准，由集团整合旗下湖北省境内的6家钢铁企业，淘汰落后产能，组织技术改造。

自成立以来，一直致力于节能、环保、智能控制、循环利用等技术的开发和设备改造。

烧结系统主要工序组成由下面几部分：生石灰破碎室、煤(焦)粉破碎室、原料库、一次混合机室、二次混合机室、烧结机室、扎料器、热破机、筛分室等。

由于烧结过程中，大量热能流失，导致系统能源利用率较低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，本实用新型所要解决的技术问题是如何充分利用烧结机余热，并使蒸汽发动机高效输出。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，烧结系统包括载料台和位于载料台上方的点火室，其特征在于，所述载料台的下方设置有一导热炉，所述导热炉连接一个为蒸汽发动机提供给热能的煮炉，所述导热炉内填注有导热油；本蒸汽机发动机包括缸体、主活塞、连杆和曲轴，所述缸体内具有相通的挥发腔、缓冲腔和活塞腔，所述主活塞滑动连接在活塞腔内，所述连杆的两端分别铰接主活塞和曲轴的曲部，所述活塞腔与挥发腔之间通过一回流孔相通，所述主活塞能够遮闭回流孔贯穿活塞腔内壁的开口。

蒸汽在挥发腔产生，然后推动主活塞做功，使主活塞上下往复运动，从而带动曲轴旋转，在主活塞上行做功至接近最大位置时，回流孔连通活塞腔和挥发腔，使挥发腔、回流孔、缓冲腔和活塞腔形成一个循环，从而使蒸汽压力得到缓冲，避免无用功的作用对主活塞和其他部件的损伤，主活塞下行过程中，回流孔一直处于遮闭状态，从而在缓冲腔内形成较大压力，待主活塞上下时，缓冲腔内的蒸汽压力能够迅速推动主活塞上移，从而减小上行延迟和上行无力感。

本蒸汽机内的蒸汽处于相对密闭环境，能够循环利用水蒸气，一方面防止蒸汽更换带来的热量散失，另一方面提高了缸体的密闭性。

在上述的一种利用烧结机余热的蒸汽发动机中，所述挥发腔的底部具有一阀体，所述阀体内具有一雾化腔，所述阀体的底部具有若干贯通雾化腔和挥发腔的雾化孔，所述雾化腔内活动连接有一辅助活塞，所述辅助活塞通过一推杆与主活塞的下端固定相连，所述挥发腔的内壁上具有一泄压孔，所述泄压孔内设置有一稳压阀。

在挥发腔的底部积存有一定量的水，主活塞上行时，与主活塞相连的辅助活塞在雾化腔内上行，使雾化腔负压，积水从雾化孔进入雾化腔，待主活塞下行时，辅助活塞挤压雾化腔内的积水，使其瞬间从雾化孔喷出，从而提高了水蒸气密度，进而提高了水蒸气压力，损失少量的辅助活塞下行的做功能量，大大提高挥发腔内水蒸气的存量和密度，能够极大的提高主活塞上行的推力，使本蒸汽机具有更好的效能和动力。

泄压阀为安全阀，即达到一定压力后开启，对缸体起到保护作用。

本蒸汽机为密闭式蒸汽机，不需要外部蒸汽的不断进入。

在上述的一种利用烧结机余热的蒸汽发动机中，所述缸体置于所述煮炉内。

煮炉内的导热油对蒸汽机的缸体进行加热，使缸体内的积水一直处于沸腾状态。

在上述的一种利用烧结机余热的蒸汽发动机中，所述导热炉通过一液压泵与煮炉形成回路。

煮炉内的导热油不断的与导热炉中的导热油进行混合，并循环，从而重复利用载料台下方的余热。

附图说明

图1是烧结系统的整体结构示意图。

图2是烧结系统中用于助燃的喷水装载的原理示意图。

图3是利用烧结余热的蒸汽机的结构示意图。

图4是烧结系统中用于助燃的喷水装载的结构示意图。

图中，1、载料台；2、点火室；31、燃气进气管；32、空气进气管；33、导热炉；34、煮炉；35、增压泵；36、水泵；41、盒体；42、挡板；43、隔板；44、蓄压腔；45、稳压腔；46、喷水孔；47、进水孔；48、导杆；51、导通孔一；52、阀块一；53、阀块二；54、压紧弹簧一；55、压紧弹簧二；56、受压凹口；57、导通孔二；61、缸体；62、主活塞；63、连杆；64、活塞腔；65、回流孔；66、挥发腔；67、缓冲腔；68、曲轴；71、阀体；72、雾化腔；73、雾化孔；74、辅助活塞；75、推杆；76、泄压孔；77、稳压阀；8、水箱；9、液压泵。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，烧结系统包括载料台1和位于载料台1上方的点火室2，本烧结系统还包括位于点火室2右侧的喷水装置和一个蒸汽机，点火室2连接有为点火室2输送焦炉气的燃气进气管31和为点火室2提供空气的空气进气管32，载料台1的下方设置有一导热炉33，导热炉33连接一个为蒸汽机提供给热能的煮炉34，空气进气管32连接一增压泵35，喷水装置连接一水泵36，增压泵35和水泵36均由蒸汽机驱动；导热炉33内填注有导热油。

利用载料台1下方的余热，对导热炉33内的导热油进行加热，然后为蒸汽机供热，蒸汽机驱动水泵36和增压泵35，水泵36连接喷水装置，对点火室2喷水，从而使水分解为氧气和氢气，为点火室2提供氧气和燃料，增压泵35增大点火室2的空气进气量，从而使焦炉气燃烧更加充分。

蒸汽机利用载料台1余热驱动增压泵35和水泵36，提高进气量，加增氧气和氢气进入点火室2，为了实现上述功能，本系统采用导热炉33、蒸汽机、增压泵35、水泵36、喷水装置为一体的循环系统，高效利用能源和余热，达到节能环保的目的。

如图2和图4所示，喷水装置包括一中空的盒体41和连接在盒体41与点火室2之间的水平设置的挡板42，盒体41内具有一隔板43，隔板43将盒体41分隔为蓄压腔44和稳压腔45，盒体41的一侧均匀设置有若干个与稳压腔45相通的喷水孔46，盒体41的另一侧具有与蓄压腔44相通的进水孔47，进水孔47通过水管连接水泵36，隔板43上具有与喷水孔46一一对应的导通孔一51，蓄压腔44内连接有一导杆48，导杆48上滑动连接有阀块一52和阀块二53，导杆48上套设有抵靠在阀块一52的外端与盒体41内壁之间的压紧弹簧一54和抵靠在阀块二53的外端与盒体41内壁之间的压紧弹簧二55，阀块一52的内端与阀块二53的内端之间形成一正对进水孔47的受压凹口56，阀块一52和阀块二53上均具有能够导通对应的喷水孔46和导通孔一51的导通孔二57。

挡板42的作用有：防止被分解的水形成的氧气和氢气，在受热后流失；增大点火室2的保温范围；防止杂物进入点火室2。

压紧弹簧一54和压紧弹簧二55对阀块一52和阀块二53进行压紧，阀块一52和阀块二53在受压凹口56处受到水压的压力大于压紧弹簧一54和压紧弹簧二55的预紧力时，阀块一52和阀块二53向两侧移动，从而使导通孔二57连通导通孔一51和喷水孔46，使高压水喷入点火室2内，压力越大，喷水量越大，保障足够的喷水压力使水流能够进入点火室2中心燃烧处，从而对水分解形成的氧气和氢气得到充分的利用。

保障喷水压力，也能够防止水滴滴流在烧结矿上，影响矿石各阶段的烧结反应。

喷水孔46的喷水方向与水平面之间呈一夹角，使喷水孔46内喷出的水能够喷至点火室2的正下方；该夹角可根据点火室2的位置进行调节，以其喷水位置能够到达点火室2燃烧中心附近为宜。

如图1和图3所示，蒸汽机包括缸体61、主活塞62、连杆63和曲轴68，缸体61内具有相通的挥发腔66、缓冲腔67和活塞腔64，主活塞62滑动连接在活塞腔64内，连杆63的两端分别铰接主活塞62和曲轴68的曲部，活塞腔64与挥发腔66之间通过一回流孔65相通，主活塞62能够遮闭回流孔65贯穿活塞腔64内壁的开口。

蒸汽在挥发腔66产生，然后推动主活塞62做功，使主活塞62上下往复运动，从而带动曲轴68旋转，在主活塞62上行做功至接近最大位置时，回流孔65连通活塞腔64和挥发腔66，使挥发腔66、回流孔65、缓冲腔67和活塞腔64形成一个循环，从而使蒸汽压力得到缓冲，避免无用功的作用对主活塞62和其他部件的损伤，主活塞62下行过程中，回流孔65一直处于遮闭状态，从而在缓冲腔67内形成较大压力，待主活塞62上下时，缓冲腔67内的蒸汽压力能够迅速推动主活塞62上移，从而减小上行延迟和上行无力感。

本蒸汽机内的蒸汽处于相对密闭环境，能够循环利用水蒸气，一方面防止蒸汽更换带来的热量散失，另一方面提高了缸体61的密闭性。

挥发腔66的底部具有一阀体71，阀体71内具有一雾化腔72，阀体71的底部具有若干贯通雾化腔72和挥发腔66的雾化孔73，雾化腔72内活动连接有一辅助活塞74，辅助活塞74通过一推杆75与主活塞62的下端固定相连，挥发腔66的内壁上具有一泄压孔76，泄压孔76内设置有一稳压阀77；在挥发腔66的底部积存有一定量的水，主活塞62上行时，与主活塞62相连的辅助活塞74在雾化腔72内上行，使雾化腔72负压，积水从雾化孔73进入雾化腔72，待主活塞62下行时，辅助活塞74挤压雾化腔72内的积水，使其瞬间从雾化孔73喷出，从而提高了水蒸气密度，进而提高了水蒸气压力，损失少量的辅助活塞74下行的做功能量，大大提高挥发腔66内水蒸气的存量和密度，能够极大的提高主活塞62上行的推力，使本蒸汽机具有更好的效能和动力。

泄压阀为安全阀，即达到一定压力后开启，对缸体61起到保护作用。

本蒸汽机为密闭式蒸汽机，不需要外部蒸汽的不断进入。

缸体61置于煮炉34内；煮炉34内的导热油对蒸汽机的缸体61进行加热，使缸体61内的积水一直处于沸腾状态。

曲轴68的两端分别连接增压泵35和水泵36；导热炉33通过一液压泵9与煮炉34形成回路；煮炉34内的导热油不断的与导热炉33中的导热油进行混合，并循环，从而重复利用载料台1下方的余热；水泵36连接一水箱8。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，烧结系统包括载料台(1)和位于载料台(1)上方的点火室(2)，其特征在于，所述载料台(1)的下方设置有一导热炉(33)，所述导热炉(33)连接一个为蒸汽发动机提供给热能的煮炉(34)，所述导热炉(33)内填注有导热油；本蒸汽机发动机包括缸体(61)、主活塞(62)、连杆(63)和曲轴(68)，所述缸体(61)内具有相通的挥发腔(66)、缓冲腔(67)和活塞腔(64)，所述主活塞(62)滑动连接在活塞腔(64)内，所述连杆(63)的两端分别铰接主活塞(62)和曲轴(68)的曲部，所述活塞腔(64)与挥发腔(66)之间通过一回流孔(65)相通，所述主活塞(62)能够遮闭回流孔(65)贯穿活塞腔(64)内壁的开口。

2.根据权利要求1所述一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，其特征在于，所述挥发腔(66)的底部具有一阀体(71)，所述阀体(71)内具有一雾化腔(72)，所述阀体(71)的底部具有若干贯通雾化腔(72)和挥发腔(66)的雾化孔(73)，所述雾化腔(72)内活动连接有一辅助活塞(74)，所述辅助活塞(74)通过一推杆(75)与主活塞(62)的下端固定相连，所述挥发腔(66)的内壁上具有一泄压孔(76)，所述泄压孔(76)内设置有一稳压阀(77)。

3.根据权利要求1或2所述一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，其特征在于，所述缸体(61)置于所述煮炉(34)内。

4.根据权利要求3所述一种利用烧结机余热的蒸汽发动机，其特征在于，所述导热炉(33)通过一液压泵(9)与煮炉(34)形成回路。