Охладитель клинкера

Полезная модель относится к охладителям клинкера, применяемым в составе печных агрегатов (при обжиге цементного клинкера). В охладителе клинкера (содержащем стартовый модуль, щелевые кассеты, дробилку, воздушные камеры, неподвижные колосники) неподвижные колосники, представляющие собой замкнутую полую конструкцию, соединены между собой продольными экранами-уплотнениями; неподвижные колосники и экраны-уплотнения образуют недвижимый каркас, установленный на стойках, расположенных в продольных вдоль охладителя зазорах между подвижными секциями с щелевыми кассетами; через колосники и экраны-уплотнения в слой клинкера дополнительно под давлением поступает охлаждающий воздух. Пол подвижных кассет набран из элементов, установленных попеременно сверху и снизу и с перекрытием так, что между их краями образованы продольные щели. Стартовый модуль снабжен приводом, регулирующим его наклон. Наклон подвижных секций с кассетами к горизонту также регулируется приводом. Устройство исключает провал мелких частиц клинкера в пространство холодильника под кассетной решеткой, что элиминирует наличие транспортера просыпи как обязательного узла конструкции, множество литых колосников, допускает наличие относительно неподвижного постоянного слоя холодного клинкера (постоянно продуваемого охлаждающим воздухом). Этот слой является тепловой защитой для элементов пола кассеты, набранного из прокатных профилей (швеллера с отогнутыми полками) или листов (с поперечным сечением в виде дуг окружностей). Устройство также обеспечивает охлаждение неподвижных колосников, находящихся внутри горячего, перемещаемого слоя клинкера путем прокачки через них под давлением холодного воздуха и проходящего в слой клинкера, как против его движения, так и по ходу его. Наличие недвижимого каркаса, образованного неподвижными поперечными колосниками и продольными экранами-уплотнениями, способствует организации нагнетания дополнительного холодного воздуха в слой клинкера. Использование молотковой дробилки сразу за горячей зоной холодильника способствует более легкому размалыванию возможных в результате технологического процесса обжига клинкера "сваров" вследствие их относительно высокой температуры, чем на выходе из холодильника, где остывшие они приобретают более высокую поверхностную твердость. Отсутствие литых колосников исключает возможность их отрыва и остановки или поломки дробилки из-за попадания в нее металлических деталей. Расположение неподвижных колосников над подвижными кассетами обеспечивает удобство их замены в случае износа. Воздух подается в слой клинкера по двум направлениям: основному - через пол кассеты (благодаря наличию продольных щелей в полу кассеты) и дополнительному - через неподвижные колосники и экраны-уплотнения (благодаря наличию щелевых отверстий в нижнем листе колосника и продольных щелей между экранами, огибающими боковины коробов кассет). Это, а также переваливание слоя через пороги (образованные неподвижными колосниками) предполагает более интенсивный теплообмен между горячими частицами клинкера и холодным воздухом. Образованные стартовым модулем и подвижными секциями с кассетами пороги способствуют проталкиванию (движению) клинкера к выходу из холодильника. Наклон движущихся возвратно-поступательно секций с кассетами способствует более быстрому продвижению слоя клинкера к выходу из холодильника.

Полезная модель относится к охладителям клинкера, применяемым в составе печных агрегатов (при обжиге цементного клинкера).

Известна конструкция колосникового холодильника переталкивающего типа (С.Г.Силенок, Ю.С.Гризак, В.Н.Лямин, П.Л.Тихомиров, Н.И.Андреев. Печные агрегаты цементной промышленности. Машиностроение. М. 1984.). Колосниковая решетка, являющаяся основным рабочим органом охладителя, предназначена для транспортирования материала в процессе его охлаждения. Решетка делит всю камеру охладителя по высоте на две части. По поверхности решетки движется слой клинкера, охлаждающий воздух подается в подколосниковое пространство. Решетка состоит из множества колосников. Каждый колосник представляет собой отливку из жаростойкой (и дорогостоящей) стали с щелевыми отверстиями (шириной 5-6 мм) для пропуска воздуха, охлаждающего слой клинкера. Мелкие куски материала, проваливающиеся через эти отверстия и зазоры между колосниками вниз в подколосниковое пространство, убираются с помощью скребковых транспортеров, имеющих приводную и натяжную станции.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, заключающаяся в ее многодетальности, и использование дорогостоящих, стальных отливок (колосников).

Известно техническое средство, описанное в патенте Германии 4320725 А1, Кл.F27B, опубл. 05.01.1995, 6 стр., в котором через неподвижные колосники с поперечным сечением в виде гнутого уголка, установленные с интервалом, подается охлаждающий воздух. Это техническое устройство принято авторами за прототип.

По патенту США 5992334 А, Кл.F23H 3/00, опубл. 30.11.1999, 10 стр. охладитель имеет щелевые кассеты, над которыми установлены неподвижные колосники.

По Ас. СССР 727961 А, Кл.F27B 7/38, опубл. 20.04.1980, 3 стр. охладитель включает наклонную колосниковую решетку и колосники, через которые в слой клинкера под давлением поступает охлаждающий воздух.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции охладителя клинкера при достижении более улучшенных теплотехнических показателей, достигнутых на современном уровне развития колосниковых холодильников переталкивающего типа.

Технический результат состоит в применении

а) подвижного пола (набранного из движимых секций с кассетами) вместо колосниковой решетки с одной стороны и устранения транспортеров просыпи как обязательного узла конструкции охладителя с другой;

б) неподвижных колосников, представляющих собой замкнутую полую конструкцию, в нижнем листе (обращенном к постели, образованной относительно неподвижным слоем охладившихся частиц клинкера и заполняющих полость кассеты) которого расположены щелевые отверстия для пропуска охлаждающего воздуха;

в) экранов-уплотнений - продольных элементов, соединяющих неподвижные колосники и образующих вместе с ними недвижимый каркас, крепящийся на стойках, расположенных в продольных (вдоль холодильника) зазорах между подвижными секциями пола кассетной решетки.

Технический результат достигается тем, что в охладителе клинкера, содержащем стартовый модуль, щелевые кассеты (образующие пол, совершающий возвратно-поступательное движение), дробилку (расположенную над подвижным полом), воздушные камеры, неподвижные колосники:

во-первых, продольные экраны-уплотнения, соединяясь с неподвижными колосниками, образуют вместе с ними недвижимый каркас, установленный на стойках, расположенных в зазорах между подвижными секциями с щелевыми кассетами; через колосники и экраны-уплотнения в слой клинкера дополнительно под давлением поступает охлаждающий воздух;

во-вторых, пол подвижных кассет набран из элементов (поперечным сечением в виде дуг окружностей или швеллеров с отогнутыми наружу полками), установленными попеременно сверху и снизу и с перекрытием так, что между их краями образованы продольные щели (через которые под давлением подается воздух для охлаждения слоя клинкера);

в-третьих, стартовый модуль снабжен приводом, регулирующим его наклон;

в-четвертых, наклон подвижных секций с кассетами к горизонту регулируется приводом.

На фиг.1 показана принципиальная схема охладителя клинкера; на фиг.2 - конструктивная схема части кассетной решетки (включая стартовый модуль); на фиг.3 - вид В на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - выносной элемент А на фиг.2; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.5.

По ходу движения клинкера, вываливающегося из вращающейся печи, вначале охладителя установлен стартовый модуль 1. Стартовый модуль 1 установлен наклонно и принимает на себя ударную нагрузку падающего клинкера. Наклон стартового модуля регулируется приводом 2. Транспортирование клинкера осуществляется подвижными секциями с кассетами 3, совершающими возвратно-поступательное движение. Конструктивно передний край первой секции заходит под стартовый модуль, в результате чего образован порог 4. Каждая кассета 3 представляет собой короб, заполненный слоем частиц клинкера (являющийся своего рода тепловой защитой пола); этот слой является постоянным, продуваемым охлаждающим воздухом и перемещается вместе с секцией. В зависимости от длины холодильника (определяемой его производительностью), подвижных секций с кассетами может быть несколько. Каждая отдельная подвижная секция с кассетами устанавливается над передним краем последующей с образованием порогов 5. В месте расположения порога 5, разделяющем холодильник на две зоны: "горячую" и до охлаждения - может быть установлена молотковая дробилка 6. Над подвижными секциями с кассетами 3 установлены с интервалом неподвижные колосники 7, через которые в слой клинкера под давлением поступает охлаждающий воздух. Неподвижные колосники 7 соединены между собой экранами-уплотнениями 8, которые вместе с опорными стойками 9 и колосниками 7 образуют жесткий каркас, установленный на раме основания холодильника. Опорные стойки 9 расположены в продольных (вдоль холодильника) зазорах 10 между подвижными секциями с кассетами 3. Неподвижный колосник 7 выполнен в виде замкнутой полой конструкции. В нижнем листе 11 колосника расположены щелевые отверстия 12. Экраны-уплотнения 8 огибают боковины кассет 3 с образованием продольной щели 13. Через щелевые отверстия 12 колосников и продольные щели 13 под давлением поступает дополнительный охлаждающий воздух. Пол подвижных кассет 3 набран из элементов 14 (поперечным сечением в виде дуг окружностей или швеллеров с отогнутыми наружу полками), установленными попеременно сверху и снизу и с перекрытием так, что между их краями образованы продольные щели 15 (через которые под давлением подается основной воздух для охлаждения слоя клинкера). Подвижные секции с кассетами 3 могут быть двигаться под углом к горизонту. Под подвижными кассетами расположены воздушные камеры 16.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В процессе эксплуатации печного агрегата, материал вываливается из вращающейся печи и падает на наклонный стартовый модуль 1. Наклон стартового модуля 1 способствует сваливанию клинкера на первую подвижную кассету 3. При обратном движении кассеты 3 с помощью порога 4 клинкер накапливается на кассете, а при прямом движении проталкивается вперед к выходу (из холодильника), освобождая тем самым место для следующей порции материала. Аналогично действие на слой клинкера порога 5. Охлаждаемый слой клинкера перемещается относительно кассеты по постели, образованной относительно неподвижным слоем охладившихся частиц того же клинкера и заполняющих полость кассет 3, выполненных в виде короба. Этот слой постоянно продувается основной массой воздуха, поступающего из воздушной камеры 16. Элементы 14 пола кассеты, расположенные с перекрытием, образуют продольные щели 15 для вдува холодного воздуха в горячий слой клинкера с одной стороны, и исключают провал частиц клинкера в воздушную камеру с другой. По мере движения к выходу горячий слой клинкера переваливается через ряд последовательно установленных с интервалом неподвижных колосников 7, перемешивается и продувается дополнительным холодным воздухом, подаваемым под давлением в полость этих колосников и просасываемым через щелевые отверстия 12. Тыльная сторона колосников 7 аналогично порогам 4 и 5 способствует продвижению (проталкиванию) клинкера вперед к выходу из холодильника. Действие экранов-уплотнений 8 аналогично. Холодный дополнительный воздух экранируется и проходит через продольные щели 15 в слой клинкера, одновременно своим давлением способствуя непопаданию частиц материала в промежуток 10 между подвижными секциями с кассетами, т.е. является воздушным уплотнением зазора между секциями. Дробилка 6 размалывает крупные куски клинкера.

Предлагаемое устройство по сравнению с аналогами позволит:

1) исключить провал мелких частиц клинкера в пространство холодильника под кассетной решеткой, что исключает наличие транспортера просыпи как обязательного узла конструкции;

2) исключить из конструкции холодильника литых колосников. Конструкция подвижной кассеты, выполненная в виде короба, допускает наличие относительно неподвижного постоянного слоя холодного клинкера (постоянно продуваемого охлаждающим воздухом). Этот слой является тепловой защитой. В результате вместо множества дорогостоящих отливок-колосников, возможно изготовление элементов пола кассеты из прокатных профилей (швеллера с отогнутыми полками) или листов (с поперечным сечением в виде дуг окружностей);

3) обеспечить охлаждение неподвижного колосника, находящегося внутри горячего, перемещаемого слоя клинкера путем прокачки через него под давлением холодного воздуха и проходящего в слой клинкера, как против его движения, так и по ходу его;

4) наличие недвижимого каркаса, образованного неподвижными поперечными колосниками и продольными экранами-уплотнениями, способствует организации нагнетания дополнительного холодного воздуха в слой клинкера;

5) использование молотковой дробилки сразу за "горячей" зоной холодильника способствует более легкому размалыванию возможных в результате технологического процесса обжига клинкера "сваров" вследствие их относительно высокой температуры, чем на выходе из холодильника, где остывшие они приобретают более высокую поверхностную твердость;

6) отсутствие колосников (используемых в аналогах для переталкивания клинкера) исключает возможность их отрыва и остановки или поломки дробилки из-за попадания в нее металлических деталей;

7) расположение неподвижных колосников над подвижными кассетами обеспечивает удобство их замены в случае износа. Принудительное охлаждение их холодным воздухом способствует возможности их изготовления из листовой жаростойкой стали;

8) воздух подается в слой клинкера по двум направлениям:

основному - через пол кассеты (благодаря наличию продольных щелей в полу кассеты) и дополнительному - через неподвижные колосники и экраны-уплотнения (благодаря наличию щелевых отверстий в нижнем листе колосника и продольных щелей между экранами, огибающими боковины коробов кассет). Это, а также переваливание слоя через пороги (образованные неподвижными колосниками) предполагает более интенсивный теплообмен между горячими частицами клинкера и холодным воздухом;

9) образованные стартовым модулем и подвижными секциями с кассетами пороги способствуют проталкиванию (движению) клинкера к выходу из холодильника;

10) наклон движущихся возвратно-поступательно секций с кассетами способствует более быстрому продвижению слоя клинкера к выходу из холодильника.

Охладитель клинкера, содержащий стартовый модуль, щелевые кассеты, дробилку, воздушные камеры, неподвижные колосники, через которые в слой клинкера под давлением поступает охлаждающий воздух, отличающийся тем, что неподвижные колосники, представляющие собой замкнутую полую конструкцию, соединены между собой продольными экранами-уплотнениями, неподвижные колосники и экраны-уплотнения образуют недвижимый каркас, установленный на стойках, расположенных в продольных вдоль охладителя зазорах между подвижными секциями с щелевыми кассетами, через колосники и экраны-уплотнения в слой клинкера дополнительно под давлением поступает охлаждающий воздух.