CN219037562U - 一种隧道窑快速冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种隧道窑快速冷却系统，包括窑本体和冷却机构，所述冷却机构包括风机、风道和喷风结构；所述风道将风机产生的气流传送到喷风结构；所述风道与喷风结构连接处安装有阀门，可根据各层温度进行调节；喷风结构的出风方向偏向窑本体的窑头方向；所述喷风结构有多个，且在窑墙上呈多层排布。本实用新型中的隧道窑快速冷却系统，通过多个喷风结构可以把风更均匀的送入窑内腔中，使得冷却更均匀，冷却速度快；且喷风结构的出口方向偏向窑头，可以把因窑车向窑尾运动而带动的热量回推向窑头方向，从而预热产品节约燃气，同时阻止热量流向窑尾，也使得冷却段的冷却速度更快。

Description

一种隧道窑快速冷却系统

技术领域

本实用新型涉及窑炉技术领域，具体涉及一种隧道窑快速冷却系统。

背景技术

隧道窑是陶瓷及焙烧等生产行业中常用的设备之一，其是由耐火材料、保温材料和建筑材料砌筑而成，在隧道窑内设有窑车等运载工具，隧道窑从窑头至窑尾一般可划分为预热段、烧成段和冷却段，通过窑车带动陶瓷坯料由窑头向窑尾运动时，坯料依次经过预热段、烧成段完成烧结，最后经冷却段冷却处理，得到成品。

隧道窑的冷却效果与产品的生产周期和产品质量息息相关，关于隧道窑冷却段的现有技术己有很多，比如CN112781366A公开了一种隧道窑冷却段通风冷却装置，该发明在冷风管中设置有液氮管，进气管中的气流经过直管和连管进入冷风管中，并且吹向液氮管，通过液氮管将风的温度降低，变成冷风，最后通过进风管吹进冷却段隧道窑，对冷却段隧道窑的物体进行降温，最后冷风通过窑侧壁底部的出气装置排出，该发明虽然通过设置液氮增加了温度差从而提高冷却速度，但是该方案中的冷风只能依次从窑顶向下流动，再从侧壁底部一侧流出，使得隧道窑上方的产品冷却速度较快，越到下方因气流与产品的温差越小，冷却速度越慢，即其对隧道窑中不同高度位置的产品的冷却速率并不均匀，无法保证对产品进行均匀的冷却且冷却成本过高。

现有技术中的隧道窑冷却系统一般较多地关注于如何提高冷却速度，对于其它方面的考量相对较少，使得现有的隧道窑冷却系统普遍存在以下问题：1、很难保证产品冷却的均匀性，特别是对尺寸比较大的产品或多层布料结构，产品周侧部分的冷却速率将远大于中间部分的冷却速率，极易导致产品内部产生热应力，从而造成产品开裂，使产品的良品率下降；2、由于隧道窑一般是连续生产，在窑车载着物料向窑尾运动时，容易将窑炉烧成段的高温热量带动流向窑尾，不仅延长了冷却时间，还会造成窑内热量的损失；3、隧道窑产生的废气具有腐蚀性，对冷却系统管道的材质要求较高，使得冷却管道的建设成本较高，使用寿命短，且冷却系统的管道一般大量布置在窑体的外侧，使得隧道窑的外型不够简洁美观。

有鉴于此，本申请旨在提供一种隧道窑快速冷却系统，该快速冷却系统，即能降低窑体温度，又能将窑体热量回收，可以避免热量随着窑车流向窑尾，并助推热量流向窑头以预热产品，节约能源，同时也使得冷却段的冷却速度更快，更均匀。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的一些不足而提供一种隧道窑快速冷却系统，能有效阻止因窑车移动导致热量流向窑尾的问题，并提高冷却速度和冷却的均匀性。

本实用新型的技术方案是：一种隧道窑快速冷却系统，包括窑本体和冷却机构，窑本体包括窑顶和两侧的窑墙，所述冷却机构包括风机、风道和喷风结构；所述风道将风机产生的气流传送到喷风结构；所述喷风结构的出风方向偏向隧道窑的窑头方向并与窑墙成夹角；这样使得从喷风结构的出口射出的气流具有把窑炉烧成段的高温烟气推向窑头的动力，从而对热量向窑尾流动形成阻力，即，阻止窑车向窑尾移动时带动热气流向窑尾。优选的，喷风结构的出风方向与窑墙呈60度夹角。

进一步的，风道由主风道和支风道组成，主风道与支风道相互联通，所述支风道与喷风结构连接。主风道与支风道均采用耐热管道，如钢管等。

进一步的，喷风结构为喷管，且喷管有多个，并在窑墙上呈多层排布，同一层中的喷风结构竖直高度保持相同。

进一步的，左右两侧窑墙上位于同一层的喷管相互错开设置，使两侧窑墙上相对应的喷管工作时，喷出的气流在窑内空间分布得更均匀，提高冷却速度及均匀性。

进一步的，左右窑墙上的喷风结构均有四层，位于同一窑墙上同一层中的两个喷风结构的水平间距为100-600mm。

进一步的，所述支风道与喷管连接处安装有阀门，可根据各层实际情况（例如温度）来调节相应层喷管的喷射速度，从而保证窑内空间各个高度层冷却速度的均匀性。

进一步的，在窑本体冷却段的前端，设置有用于阻止高温段热量向窑尾流动的气幕，所述气幕可由两侧窑墙上竖直排列的一列喷管组成。

进一步的，所述喷管的直径为20-40mm，喷管可以采用高铝管，或者高温陶瓷管或者不锈钢管等耐高温耐腐蚀的管材。

进一步的，窑顶布置有用于阻止窑内的热气向窑尾流动的风幕机构。

进一步的，风幕机构包括横管，所述横管与风道相连通，横管上开设有长直条状的出风口。

进一步的，出风口的尺寸为10*1000mm，出风口的出风方向为偏向窑头并与窑顶平面呈30度夹角。

进一步的，风幕机构有多个，并且间隔设置。

进一步的，在喷管的出口端设置有可调节方向的喷头，从而可以自由调节喷管射出气流的方向和角度，以适应不同产品的生产及冷却工艺。

本实用新型还提供了进一步优化的方案：窑墙由耐火砖堆砌而成，且耐火砖为空腔结构，耐火砖的空腔可作为风道的组成部分与风机相连；喷风结构则可以是在耐火砖上设置的喷孔，当耐火砖堆砌成窑墙后，喷孔均位于窑墙的内侧表面。这样风机产生的冷却风可直接送入耐火砖的空腔中，并从喷孔处流入隧道窑内部，即，通过空心的耐火砖来实现了支风道及喷管的功能，一方面减少了普通风管（一般为钢管）的用量，节约了材料成本，另一方面不需要在窑本体周围铺设大量管道，安装更方便，且使得窑体外型更整洁美观。

进一步的，耐火砖上设有通气孔，风机产生的风可以通过管道从通气孔送入耐火砖的空腔中，耐火砖空腔中的风则通过喷孔送入窑本体的内部用于冷却产品。

进一步的，通气孔还用于连通相邻两块耐火砖的空腔；即通过通气孔实现上、下耐火砖空腔的联通；或者通过通气孔实现左、右耐火砖空腔的联通；或者通过通气孔同时实现上、下、左、右耐火砖空腔的联通。

进一步的窑墙上方耐火砖喷孔的孔径大于窑墙下方耐火砖喷孔的孔径，这是因为热气易上升，使窑内上方空间的温度比下方温度更高，且更不容易下降。因此本方案中使位于上方的喷孔的孔径大于下方喷孔的孔径，可使得上方喷孔喷出的气流更大，加大对隧道窑上方空间的冷却速度，进而使隧道窑上方和下方空间的冷却速度能够保持相对平衡，有利于均匀冷却。优选的，喷孔孔径从上至下依次减小。

进一步的，喷孔的出风方向偏向窑头，并与窑墙呈50-70度夹角。优选的，除最下方一层的喷孔外，其它喷孔的出风方向还略偏向下方，这样有利于使气流与窑车上的产品充分接触，提高冷却效率。

可见本申请中的快速冷却系统，其冷却机构有多种组成方式，既可由风机、主风道、支风道和喷管组成，也可由风机、管道和空腔耐火砖组成；当然也可以同时使用这两种方式，即将支风道和喷管直接嵌入安装在耐火砖中。

与现有技术相比本实用新型的有益效果：

1、本实用新型中的隧道窑快速冷却系统，通过在左右窑墙上设置多层喷风结构可以把风更均匀的送入窑内腔中，使得冷却更均匀，冷却速度快；且喷风结构的出风方向偏向窑头，可以把因窑车向窑尾运动而带动的热量回推向窑头方向，用以预热产品，节约燃气；同时阻止热量流向窑尾，也使得冷却段中的产品的冷却速度更快。

2、本实用新型中的隧道窑快速冷却系统，可以在冷却段的前端设置专门的气幕，用于阻止高温段热量从窑车与窑墙的间隙处流向窑尾，也可以在窑顶设置风幕，避免热气从窑炉的顶部流向窑尾，同时助推热气流向窑头，进一步提高能量的利用效率。

3、本实用新型中的隧道窑快速冷却系统，窑墙可由空心耐火砖组成，耐火砖上设置有通气孔和喷孔，且耐火砖的空腔可与风机相连，使耐火砖可以实现风道及喷出结构的功能，这样不仅减少了管道的安装布置，节约了成本，同时也可以使得隧道窑更简洁美观。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中窑墙上喷管的布置示意图；

图2是本实用新型实施例1中风道结构的俯视示意图；

图3是本实用新型实施例1的一个横截面示意图；

图4是本实用新型实施例1中风幕机构的俯视示意图；

图5是本实用新型实施例1中风幕机构的侧截面示意图；

图6是本实用新型实施例2的结构示意图；

图7是本实用新型实施例2中耐火砖形成窑墙的示意图；

图8是本实用新型实施例2中冷却风在耐火砖内部流动的一个示意图；

图中：1-窑墙，2-风道，21-主风道，22-支风道，3-喷管，31-阀门，4-气幕，5-横管，6-出风口，7-风机，8-窑车，9-耐火砖，91-喷孔，92-通气孔。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，实施例中未具体说明的方法或功能部件均为现有技术。

实施例1

如图1-5所示，本实施例是一种隧道窑快速冷却系统，包括窑本体和冷却机构，窑本体包括窑顶和两侧的窑墙1，所述冷却机构包括风机7、风道和喷出结构；风道将风机产生的气流传送到喷出结构，喷风结构为喷管3，且喷管为高铝管，所述喷管3的出风方向偏向窑头，并且喷管3的出风方向与窑墙1形成60度的夹角；这样从喷管3的出口喷射出的气流具有向窑头流动的分解动力，从而对热量向窑尾流动形成一定的阻力，解决了因窑车8向窑尾移动而带动热气向窑尾流动的问题。

本实施例中，风道2由主风道和支风道组成，主风道与支风道均采用圆形钢管，主风道与支风道相互联通，主风道与风机相连，支风道与喷管3连接，喷管3有多根，且在窑墙1上呈多层排布，同一层中的喷管3竖直高度保持相同。左右两侧窑墙1上位于同一层的喷管3相互错开，使得喷管喷出的气流更均匀。在一些实施例中，支风道与喷管连接处可以安装有阀门31，可根据各层实际温度情况来调节相应喷管的喷射速度及流量，从而保证窑内空间各个高度位置冷却速度的均匀性。

本实施例中，左右两侧窑墙1上的喷管3均有四层，位于同一窑墙1上同一层中的相邻喷管3间的水平间距为350mm，使喷管的密度适宜，在保证冷却效果的同时降低喷管的安装成本。喷管3的直径为20-40mm，喷管3采用高铝管制成。

本实施例中，在窑本体冷却段的前端，还设置有用于阻止高温段热量向窑尾流动的气幕4，该气幕4由两侧窑墙1上单独竖直排列的一列喷管3组成。气幕中的喷管与其它位置中的喷管的出风方向保持一致。在窑顶也布置有用于阻止窑内的热气从顶部向窑尾流动的风幕机构，风幕机构有3个；风幕机构包括横管5，所述横管5保持水平并与支风道22相连通，横管5上开设有10*1000mm的出风口6，出风口6的方向为偏向窑头并与窑顶呈30度夹角。

实施例2

如图6-8所示，本实施例是一种隧道窑快速冷却系统，与实旋例1的区别之处在于：在本实施例中，没有支风道和喷管，窑墙1由耐火砖9堆砌而成，且耐火砖9为空腔结构，耐火砖9的空腔与风机通过钢管相联通，在耐火砖9上设置有喷孔91，当耐火砖9堆砌成窑墙后，喷孔91均位于窑墙1的内侧表面。这样风机7产生的冷却风可通过钢管直接送入耐火砖9的空腔中，并从喷孔91处喷射入隧道窑内部，即，本实施例中，由空心的耐火砖9来实现实施例1中支风道及喷管3的功能。耐火砖9上设有通气孔92，通过通气孔92可将风机7产生的风送入耐火砖9的空腔中，耐火砖9空腔中的风通过喷孔91喷入窑本体的内部以冷却产品。

本实施例中，一块耐火砖9上的通气孔92有多个，可用于连通周边相邻的耐火砖9的空腔；即通过通气孔92同时实现上、下、左、右耐火砖9的空腔的相互联通。

本实施例中，窑墙上方喷孔91的孔径大于窑墙下方喷孔91的孔径，这是因为热气流易上升，使窑内上方空间的温度比下方温度更高，且更不容易下降。因此本方案中使上方喷孔91的孔径大于下方喷孔91，可使得上方喷孔91喷出的气流更大，提高气流对隧道窑上方空间的冷却速度，进而使隧道窑上方和下方空间的冷却速度能够保持平衡，使得整个窑内空间的温度均匀下降。

本实施例中，喷孔91的出风方向偏向窑头，并与窑墙呈60度夹角。且除最下方一层的喷孔91外，上方其它3层中的喷孔91的出风方向还略偏向下方，如图6中箭头所示。这样有利于使气流与窑车8上的产品充分接触，提高冷却效率。

以上仅为本实用新型的部分实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有前述各种技术特征的组合和变型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型的改进、变型、等同替换，或者将本实用新型的结构或方法用于其它领域以取得同样的效果，都属于本实用新型包括的保护范围。

Claims (10)

1.一种隧道窑快速冷却系统，包括窑本体和冷却机构，所述窑本体包括窑顶和两侧的窑墙，所述冷却机构包括风机、风道和喷风结构；所述风道连接风机和喷风结构；所述喷风结构的出口设于窑墙内侧，其特征在于:喷风结构的出风方向偏向窑头并与窑墙成夹角布置；所述喷风结构有多个，并在窑墙上分散布置。

2.根据权利要求1所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述风道包括主风道和支风道，主风道通过支风道与喷风结构连接。

3.根据权利要求2所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述喷风结构为喷管，喷管在窑墙上呈多层排布，且两侧窑墙上位于同一层中的多个喷管在水平方向上错开排列。

4.根据权利要求3所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：同一层中两个喷管的水平间距为100-600mm；所述支风道与喷管的连接处安装有阀门。

5.根据权利要求2所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述窑顶布置有用于阻止窑内的热气流向窑尾移动的风幕机构；所述风幕机构包括横管，所述横管与风道相连通，横管上开设有长直条状的出风口，出风口的方向偏向窑头。

6.根据权利要求1所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述窑墙由耐火砖堆砌而成，所述耐火砖为空腔结构，耐火砖的空腔与风道相联通，在耐火砖上设置有喷风结构，所述喷风结构为喷孔，当耐火砖堆砌成窑墙后，喷孔均位于窑墙的内侧表面。

7.根据权利要求6所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述耐火砖上设有通气孔，所述风道通过通气孔将风机产生的风送入耐火砖的空腔中，耐火砖空腔中的风再通过喷孔送入窑本体的内部。

8.根据权利要求7所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述通气孔还用于连通相邻两块耐火砖的空腔；通过通气孔实现上、下耐火砖空腔的联通；或者通过通气孔实现左、右耐火砖空腔的联通；或者通过通气孔同时实现上、下、左、右耐火砖空腔的联通。

9.根据权利要求6所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：窑墙中上方耐火砖的喷孔的孔径大于下方耐火砖的喷孔的孔径。

10.根据权利要求6所述的隧道窑快速冷却系统，其特征在于：所述喷孔的出风方向偏向窑头，并与窑墙呈50~70度夹角。

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