CN213363321U - 一种回转窑外壁冷却设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种回转窑外壁冷却设备，属于水泥生产设备技术领域。本申请的回转窑外壁冷却设备包括底座以及设置在底座上的两个以上的冷却装置；冷却装置包括换热箱，换热箱包括弧形内侧板，弧形内侧板板面形状与对应的回转窑的外壁弧面形状一致；弧形内侧板的上端设置有进气孔，弧形内侧板下端连接有换热箱底壁，换热箱底壁上设置有出气孔；换热箱内设置有气体通道以及用来容纳冷却液并与气体通道内的气体进行热交换的液体通道，气体通道的一端与进气孔相连，另一端与出气孔相连；出气孔上连接有抽气泵，抽气泵的出气口上连接有喷气管。本申请的回转窑外壁冷却设备能够使与回转窑窑体接触的气体的温度大大降低，提高了冷却效果。

Description

一种回转窑外壁冷却设备

技术领域

本申请涉及水泥生产设备技术领域，尤其是涉及一种回转窑外壁冷却设备。

背景技术

水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料，其生产时需要将无机原料经过高温烧结。在水泥的生产加工过程中，高温烧结使用的主要设备为回转窑，回转窑中最高温度可达1500℃左右。虽然回转窑的窑体采用厚钢板（厚度3cm左右）和耐火材料（厚度25cm左右）制成，具有较大的壁厚，但是由于回转窑窑体内部温度非常高，导致回转窑窑体外壁仍然具有较高的温度，可达200℃以上。回转窑窑体长期处于如此高的温度下运行，对其自身结构会造成非常大的影响，导致其使用寿命降低。

为了降低回转窑窑体外壁的温度，一般的回转窑在使用时都会对其表面进行降温，如对回转窑窑体表面喷水降温等方式，但是，喷水降温时，水接触回转窑窑体外壁时会瞬间汽化，出现“气垫”现象，影响降温效果，该冷却方式也浪费水资源。

为了克服上述问题，可以对回转窑窑体进行吹风降温。授权公告号为CN210952324U的中国实用新型专利公开了一种使回转窑筒体快速降温的冷却装置，该装置包括保护箱；弧形风管，弧形风管设置在所述保护箱的上方；多个出风管，多个出风管均固定安装在所述弧形风管上；离心风机，离心风机固定安装在所述保护箱的一侧内壁上；连接管道，连接管道的一端固定安装在所述弧形风管上，连接管道的另一端延伸至所述保护箱内并与所述离心风机的出风口固定连接；吸风口，吸风口开设在所述保护箱的一侧，吸风口与所述离心风机相适配；过风管道，所述过风管道固定安装在所述保护箱的一侧外壁上，过风管道与吸风口相适配。

针对上述专利中的相关技术，发明人认为其通过离心风机对回转窑的外壁吹风进行冷却，由于离心风机安装在窑体附近，而窑体附近的空气的温度也非常高，使吹向窑体的空气温度也非常高，导致对窑体外壁的冷却效果较差。

实用新型内容

为了提高对回转窑窑体外壁的冷却效果，本申请提供一种回转窑外壁冷却设备。

本申请提供的一种回转窑外壁冷却设备采用如下的技术方案：

一种回转窑外壁冷却设备，包括底座以及设置在底座上的两个以上的冷却装置，冷却装置依次间隔设置；所述冷却装置包括换热箱，换热箱包括用于靠近对应的回转窑外壁的弧形内侧板，弧形内侧板的板面形状与对应的回转窑的外壁弧面形状一致；弧形内侧板的顶端设置有进气孔，弧形内侧板底端连接有换热箱底壁，换热箱底壁上设置有出气孔；换热箱内设置有气体通道以及用来容纳冷却液并与气体通道内的气体进行热交换的液体通道，气体通道的一端与进气孔相连，另一端与出气孔相连；冷却装置还包括抽气泵，抽气泵的进气口与出气孔相连，抽气泵的出气口上连接有用于向对应的回转窑的窑体外壁喷气的喷气管；换热箱顶端设置有进液口，底端设置有出液口，液体通道的一端与进液口相连，另一端与出液口相连。

通过采用上述技术方案，回转窑外壁冷却设备包括换热箱，换热箱内设置有气体通道和液体通道，换热箱下端的出气口上连接有抽气泵，在抽气泵的作用下，位于换热箱上端进气孔外的高温气体容易被吸入气体通道，在气体通道内与液体通道内的冷却液进行换热。换热后温度降低的气体在抽气泵的作用下由喷气管喷到对应的回转窑窑体外壁上，对回转窑外壁进行降温。与回转窑外壁进行热交换后的气体温度升高，沿着回转窑外壁和换热箱内侧板之间的间隙向上运动至进气孔处，会有至少部分高温气体再次进入进气孔进行热交换。液体通道内的冷却液在热交换后温度升高，可以供其他用热场合利用。

优选的，换热箱内设置有换热管，换热管的一端与进气孔相连，换热管的另一端与出气孔相连，换热管的内腔构成了所述气体通道，换热箱内换热管以外的空间构成了所述液体通道。

通过采用上述技术方案，在换热箱内设置换热管，换热箱内处于换热管以外的空间就构成了液体通道，也即换热管外充满了冷却液，大大提高了换热管内高温气体降温的效率。

优选的，所述换热管为弧形管。

通过采用上述技术方案，将换热管设置为弧形弯管，与其他形状的管相比，具有更短的换热路径，可以提高气体在换热管内流动的速度，使冷的气体尽可能多地喷在回转窑外壁上，提高对回转窑外壁的降温效率。

优选的，所述换热管为螺旋盘管。

通过采用上述技术方案，换热管为螺旋盘管，使得换热管内的气体与液体通道内的冷却液的接触面更大，提高了换热效率，使换热管内气体的温度降得更快，喷到回转窑外壁上的气体的温度更低，改善了对回转窑外壁的降温效果。

优选的，所述出气孔上连接有出气管，出气管为出气汇流管，出气汇流管包括汇流主管和两根以上连接在汇流支管上的汇流支管，汇流支管远离汇流主管的一端与出气孔相连，汇流主管远离汇流支管的一端与所述抽气泵的进气口相连。

通过采用上述技术方案，出气管采用出气回流管，可以将换热管出来的低温气体全部回流集中，采用一个抽气泵即可将气体喷到回转窑外壁上。

优选的，所述喷气管包括喷气主管以及两根以上与喷气主管相连的喷气支管，喷气主管一端与抽气泵的出气口相连，另一端与所有的喷气支管相连，喷气支管远离喷气主管的一端的管口沿平行于弧形内侧板轴线方向依次间隔分布。

通过采用上述技术方案，将喷气管设置为包括主管和支管的结构，可以将抽气泵中喷出的低温气体分散喷射至回转窑外壁，使低温气体与回转窑外壁接触得更加均匀，降温效果更好。

优选的，所述换热管上端连接有喇叭管，喇叭管口径较小的一端与换热管相连，另一端与所述进气孔相连。

通过采用上述技术方案，在换热管上端连接喇叭管，能够内侧板上端位置的高温气体更多地进入换热管进行换热，提高了热量的回收利用效率，同时也使内侧板上端的气体更容易进入换热管。

优选的，所述换热管上端连接有进气汇流管，进气汇流管包括进气主管以及两根以上连接在进气主管上的进气支管，进气支管远离进气主管的一端与所述进气孔相连。

通过采用上述技术方案，进气汇流管包括多根进气支管，进一步提高了进入换热管的气体的量。

优选的，每一根进气主管上连接的进气支管沿垂直于弧形内侧板轴线的方向依次间隔设置。

通过采用上述技术方案，将进气支管沿着垂直于弧形内侧板轴线的方向依次间隔设置，增加了气体进口数量，使沿着回转窑外壁和换热箱内侧板之间的间隙上升的高温气体更容易进入换热管。

优选的，所述进液口上连接有进液管，出液口上连接有出液管，冷却装置沿底座长度方向依次间隔设置，在底座长度延伸方向上，每一个冷却装置的出液管与其相邻的冷却装置的进液管相连。

通过采用上述技术方案，由于回转窑的窑体沿其长度方向的温度会逐渐降低，将所有的冷却装置的液体通道串联起来，可以使换热后温度仍然较低的冷却液进入与回转窑外壁的高温区域对应的冷却装置，提高了最终出水的平均温度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请的回转窑外壁冷却设备包括换热箱，通过将回转窑窑体外壁的气体抽进换热箱中，在换热箱中进行热交换后，再将温度降低的气体喷在回转窑的窑体外壁上，使得与回转窑窑体接触的气体的温度大大降低，提高了冷却效果。

2.本申请的回转窑外壁冷却设备的换热箱中的换热管采用螺旋盘管，可以增加气体与换热箱中的冷却液热交换的传热面积，进一步提高了换热效果。

附图说明

图1是实施例1的回转窑外壁冷却设备的结构示意图；

图2是实施例1的回转窑外壁冷却设备的侧视图；

图3是实施例1中的冷却装置的结构示意图；

图4是实施例1中的换热机构的结构示意图；

图5是实施例2中的换热机构的结构示意图；

图6是实施例3中的换热组件的结构示意图；

图7是实施例4中的换热组件的结构示意图；

图8是实施例4中的换热箱的结构示意图；

附图标记说明：1、底座；2、换热箱；21、内侧板；211、进气孔；22、顶板；221、出液管；23、底板；231、进液管；3、换热机构；31、弧形管；32、短连接管；33、螺旋盘管；34、喇叭管；35、进气主管；36、进气支管；4、出气汇流管；41、汇流主管；42、汇流支管；5、抽气泵；6、喷气管；61、喷气主管；62、喷气支管。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种回转窑外壁冷却设备。

实施例1

参照图1-5，本实施例的回转窑外壁冷却设备包括底座1，底座上设置有若干个沿平行于对应的回转窑轴线方向依次排布的冷却装置，本实施例中冷却装置的数量为三个。

参照图1-3，冷却装置包括弧形的换热箱2，换热箱2包括内侧板21、外侧板、顶板22、底板23、左侧板、右侧板，内侧板21和外侧板相对设置，内侧板21靠近回转窑外壁设置。内侧板21和外侧板均为圆弧形结构，内侧板21和外侧板的圆弧面与垂直于其轴线方向的平面的交线为劣弧，且该弧的平分线沿水平方向设置，使内侧板21的上下两端的端面外沿大致处于同一竖直平面内。这样设置能够使换热箱2靠近回转窑的外侧壁并处于回转窑的一侧，不影响回转窑的运转也便于冷却装置的安装和维修。

圆弧形内侧板21和外侧板的轴线均与回转窑同轴设置，外侧板的弧半径大于内侧板的弧半径。内侧板21的弧半径略大于回转窑外壁的弧面半径，使内侧板21的外侧壁与回转窑的外壁之间形成一个狭小的缝隙，该缝隙形成了供回转窑表面的热空气向上流动的通道。

参照图3，内侧板21的上端靠近顶板22的位置设置有进气孔211，进气孔211为沿水平方向依次均匀间隔设置的进气孔211。换热箱2的底板23上设置有进液口，顶板22上设置有出液口。

参照图1-4，顶板22和底板23沿水平方向延伸设置，左侧板和右侧板垂直于对应的回转窑的轴线方向设置，内侧板21、外侧板、顶板22、底板23、左侧板、右侧板围成了换热箱2的换热腔，换热腔内设置有换热机构3。

参照图4，换热机构3包括换热组件，换热组件包括若干根换热管，具体的，换热管的数量与内侧板21上端设置的进气孔211的数量相等。换热管为弧形管31，弧形管31的横截面为圆形。弧形管31的轴线为圆弧，该圆弧所处的平面为竖直面，弧形管31的轴线的圆心位于内侧板21的轴线上。

每一根换热管的上端都连接有一根短连接管32，短连接管32远离换热管的一端与对应的一个进气孔211相连，具体的，短连接管32远离换热管的一端的端部穿设在对应的进气孔211中，该端部的端面与内侧板21用来靠近回转窑的侧面平齐。

换热箱2的底板23上设置有出气口，出气口为沿水平方向依次均匀间隔设置的出气孔，出气孔的数量与换热管的数量相等。

参照图3和图4，换热机构3还包括出气汇流管4。出气汇流管4包括汇流主管41及汇流支管42，汇流支管42的数量与换热管的数量相等。

每一根汇流支管42的一端穿过底板23上的出气孔与对应的换热管相连，另一端与汇流主管41相连。回流主管41水平设置，汇流主管41上连接有抽气泵5，抽气泵5的出气口上连接有喷气管6。喷气管6包括喷气主管61和喷气支管62，喷气支管62有多根。喷气主管61水平设置，喷气支管62与水平面呈一定夹角设置。每一根喷气支管62的一端与喷气主管61远离抽气泵5的一端相连，另一端延伸至与内侧板21对应的位置处并形成喷气口。喷气支管62的数量可以与内侧板21上端的进气孔211的数量相等，也可以不等。回转窑表面的气体可以从换热管上端的短连接管32进入换热管及出气汇流管4中，被抽气泵5送入喷气管6中，从喷气支管62喷出。

每一个换热箱2的底板23上的进液口上都连接有进液管231，顶板22上的出液口上都连接有出液管221。冷却水从进液管（231）进入换热箱2的内腔，在内腔中与换热管内的气体完成换热，并从换热箱2上端的出液口流出。

三个冷却装置依次间隔设置，第一个冷却装置的进液管（231）连接有进液泵，进液泵的进液口连接有水箱，水箱中装有温度较低的水。第一个冷却装置的出液管（221）与第二个冷却装置的进液管（231）相连，第二个冷却装置的出液管（221）与第三个冷却装置的进液管（231）相连，第三个冷却装置的出液管（221）连接用水装置。进液泵可以控制换热箱2中的水流出的速度较慢，以使换热管中的高温气体对换热箱2内的液体充分加热。

底座1包括底座基体，底座基体为板状结构，上面设置有支架，支架包括多根竖直设置的竖直支撑臂，竖直支撑臂的下端与底座基体固定连接，上端与换热箱2的外侧板固定连接，以对换热箱2进行支撑固定。

实施例1的实施原理为：本实施例的回转窑外壁冷却设备在使用时，将底座的长度沿与回转窑轴线（窑体的轴线）平行的方向延伸设置，固定在回转窑的固定基座上，使内侧板21靠近回转窑的窑体外侧壁，使二者之间仅留下较小的空隙。打开进液泵，向每一个换热箱2内注入冷却水，然后打开每一个冷却装置的抽气泵5，向回转窑窑体外壁上喷气。喷出的气体在与回转窑窑体外壁接触后，对窑体外壁进行冷却，同时气体温度升高，高温气体的密度小，会沿着内侧板21和回转窑外壁之间的缝隙快速向上流动，流动的过程中还会继续被回转窑的外壁进行加热。由于喷气管6上连接有抽气泵5，能够促进换热管内的气体快速流动，并在内侧板21上端的进气孔211处形成负压。沿着回转窑窑体外壁上升的气流中的大部分空气在此处能够被抽进换热管内，再次进行热交换。通过进液泵控制换热箱2内的冷却水的流速较慢，以使换热管内的高温气体与换热箱2内腔中的水充分交换热量。从换热箱2的出液口流出的水通道用水装置中，对换热后的高温水进行利用。

实施例2

本实施例的回转窑外壁冷却设备与实施例1的不同之处在于，换热管为螺旋盘管33。螺旋盘管33的数量与内侧板21上设置的进气孔211的数量相等。每一根螺旋盘管33的螺旋轴线（螺旋的旋转轴线）为弧形，该弧形轴线的所处的平面沿竖直方向延伸，每一根螺旋盘管33的螺旋轴线的弧形的圆心位于内侧板21的轴线上。

螺旋盘管33的上端与对应的短连接管32相连，螺旋盘管33的下端与对应的汇流支管42相连。

将换热管设置为螺旋盘管33后，从进气孔211进入的气体在换热管中所走过的路径更长，与换热箱2内的冷却水换热更加充分。

实施例3

本实施例的回转窑外壁冷却设备与实施例1的不同之处在于，短连接管替换为喇叭管34。喇叭管34的两端分别为粗端和细端，粗端的管口内径大，细端的管口内径小。细端与换热管上端相连，且细端的管口内径与换热管上端管口的内径相等。喇叭管34粗端与换热箱2的内侧板21上端的进气孔211相连。具体的，换热箱2内侧板21上端的进气孔211的内径与喇叭管34粗端的管口外径相等，喇叭管34粗端伸入对应的进气孔211内，粗端的端面与进气孔211外的内侧板21板面基本平齐。

喇叭管34的设置，能够使沿回转窑窑体外壁上升的高温气体更多地被吸入换热管中，进入换热管中也更加顺畅。当进入换热管的气体的量增多时，为了避免换热管内的气体流速过快而降低换热效率，可以适当增大换热管的直径，以增大换热面积，抵消气体流速过快带来的换热效率下降。

实施例4

本实施例的回转窑外壁冷却设备与实施例3的不同之处在于，每一根换热管上端都连接有进气汇流管，进气汇流管包括进气主管35和连接在进气主管35上的进气支管36。进气主管35与换热管的上端相连，每一根进气支管（36）远离进气主管的一端连接有喇叭管34。每一根换热管对应的进气支管（36）的数量可以视需要来设定，本实施例中为三个。三个进气支管（36）沿上下方向依次间隔设置，每一个进气支管（36）与一个喇叭管34相连，相应的，内侧板21上的进气孔211的位置和数量也与喇叭管34数量一致。

在换热管上端设置进气汇流管，可以增加喇叭管34的数量，相应的，也可以增加进气孔211的数量，使更多的高温气体进入换热管。此时可以再次增大换热管的直径，也可以采用直径更大螺旋盘管33作为换热管。

在其他优选的实施例中，相邻的两个冷却装置的进液管（231）与出液管221不再依次连接，每一个冷却装置的进液管均与水箱相连，出液管均与用水装置相连。在其他优选的实施例中，气体通道和液体通道互换，进液口和出液口之间连接换热管，而将换热管外的换热箱内腔作为气体通道进行换热。

Claims (10)

1.一种回转窑外壁冷却设备，其特征在于：包括底座（1）以及设置在底座（1）上的两个以上的冷却装置；所述冷却装置包括换热箱（2），换热箱（2）包括用于靠近对应的回转窑外壁的弧形内侧板（21），弧形内侧板（21）的板面形状与对应的回转窑的外壁弧面形状一致；弧形内侧板（21）的顶端设置有进气孔（211），弧形内侧板（21）底端连接有换热箱（2）底壁，换热箱（2）底壁上设置有出气孔；

换热箱（2）内设置有气体通道以及用来容纳冷却液并与气体通道内的气体进行热交换的液体通道，气体通道的一端与进气孔（211）相连，另一端与出气孔相连；冷却装置还包括抽气泵（5），抽气泵（5）的进气口与出气孔相连，抽气泵（5）的出气口上连接有用于向对应的回转窑的窑体外壁喷气的喷气管（6）；换热箱（2）顶端设置有进液口，底端设置有出液口，液体通道的一端与进液口相连，另一端与出液口相连。

2.根据权利要求1所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：换热箱（2）内设置有换热管，换热管的一端与进气孔（211）相连，换热管的另一端与出气孔相连，换热管的内腔构成了所述气体通道，换热箱（2）内换热管以外的空间构成了所述液体通道。

3.根据权利要求2所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述换热管为弧形管（31）。

4.根据权利要求2所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述换热管为螺旋盘管（33）。

5.根据权利要求2所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述出气孔上连接有出气管，出气管为出气汇流管（4），出气汇流管（4）包括汇流主管（41）和两根以上连接在汇流主管（41）上的汇流支管（42），汇流支管（42）远离汇流主管（41）的一端与出气孔相连，汇流主管（41）远离汇流支管（42）的一端与所述抽气泵（5）的进气口相连。

6.根据权利要求5所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述喷气管（6）包括喷气主管（61）以及两根以上与喷气主管（61）相连的喷气支管（62），喷气主管（61）一端与抽气泵（5）的出气口相连，另一端与所有的喷气支管（62）相连，喷气支管（62）远离喷气主管（61）的一端的管口沿平行于弧形内侧板（21）轴线方向依次间隔分布。

7.根据权利要求2所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述换热管上端连接有喇叭管（34），喇叭管（34）口径较小的一端与换热管相连，另一端与所述进气孔（211）相连。

8.根据权利要求7所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述换热管上端连接有进气汇流管，进气汇流管包括进气主管（35）以及两根以上连接在进气主管（35）上的进气支管（36），进气支管（36）远离进气主管（35）的一端与所述进气孔（211）相连。

9.根据权利要求8所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：每一根进气主管（35）上连接的进气支管（36）沿垂直于弧形内侧板（21）轴线的方向依次间隔设置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的回转窑外壁冷却设备，其特征在于：所述进液口上连接有进液管（231），出液口上连接有出液管（221），冷却装置沿底座（1）长度方向依次间隔设置，在底座（1）长度延伸方向上，每一个冷却装置的出液管（221）与其相邻的冷却装置的进液管（231）相连。

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