一種篦式冷卻機的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及水泥建材領域，特別涉及一種篦式冷卻機。
技術背景
[0002]目前水泥一般在回轉窯中焙燒成高溫熟料，離開回轉窯后要快速冷卻，防止水泥內成分發生晶變等反應，破壞水泥的成分，同時急冷可以使水泥的強度降低，增強熟料的易磨性。目前已有的水泥熟料冷卻機主要包括單筒、多筒和篦式冷卻機，采用常溫空氣對高溫熟料進行冷卻。對于單筒和多筒冷卻機，高溫熟料放置于設備內，鼓風機將空氣鼓入，空氣與高溫熟料進行熱交換，冷卻高溫熟料，對于篦式冷卻機，高溫熟料自然堆積于篦床上，形成多孔介質層，鼓風機將常溫空氣由篦床下方鼓入，空氣與熟料接觸進行熱交換，空氣生成熱風由上部排出，利用頂部設置的罩將熱風收集，根據熱風的溫度對其分別進行余熱利用。目前由于二次風和三次風的使用，筒式冷卻機不能適應這種工況，所以篦式冷卻機為該工程條件下常用的冷卻設備。篦式冷卻機通常分為入口段和標準段，其入口段的設計為了能夠適應高溫，并且利用空氣使高溫熟料冷卻的目的。圖1為篦式冷卻機入口段的結構示意圖，熟料由回轉窯經入口位置進入篦冷機入口段后落在篦板上，冷卻風由篦板下側進入篦板上，與此處的高溫熟料進行熱交換，冷卻風溫度升高變為熱風，進而將高溫熟料冷卻，同時熟料沿篦板逐漸向下運動，進入篦冷機的標準段。
[0003]原有篦冷機存在如下問題:
[0004]1、入口段的冷卻速度不夠，不能夠滿足工藝需求；
[0005]2、入口段不同粒徑的熟料的冷卻均勻性差，粒徑小的熟料早已冷卻，粒徑大的熟料部分沒有冷卻；
[0006]3、熟料層冷卻均勻性較差，料層寬度方向中間位置熟料冷卻效果好，而兩側的熟料的冷卻效果差，料層高度方向下層的熟料冷卻效果好，上層的熟料冷卻效果差；
[0007]技術內容
[0008]針對水泥熟料冷卻過程中所存在的問題，提高熟料的冷卻效果和冷卻均勻性，本發明提供一種篦式冷卻機入口段冷卻設備，對料層按粒度進行偏析，并增加料層的冷卻速度和料層不同方向的冷卻均勻性。
[0009]本發明的技術方案是:提供了一種篦式冷卻機，包括:固定篦板、水冷管、松料器、鐵棒組，其特征在于:
[0010]篦式冷卻機的入口段的頂部設置多層鐵棒組，多層鐵棒組包括第一層鐵棒組，鐵棒間間隙為LI;第二層鐵棒組，鐵棒間間隙為L2;第三層鐵棒組，鐵棒間間隙為L3;第四層鐵棒組，鐵棒間間隙為L4;多層鐵棒組的鐵棒均組傾斜設置，多層鐵棒組將不同粒徑大小的熟料進行偏析，粒徑大的熟料落入篦式冷卻機入口段的前端，而粒徑小的熟料落入篦式冷卻機入口段的末端；
[0011]在固定篦板上設置水冷管和松料器裝置，水冷管內部通常溫循環冷卻水;松料器包括電機，軸承，松料棒，同步器，聯軸器，松料棒經過設置于固定篦的軸承進入料層內部，與下層的固定篦板保持一定的高度距離，松料棒的端部安裝于同步器上，同步器通過聯軸器與電機相連接，電機帶動同步器和松料棒旋轉。
[0012]進一步地，篦式冷卻機還包括控制輥，控制輥包括輥體、聯軸器、電機、軸承座、液壓升降平臺，輥體通過聯軸器與電機相連接，在電機的帶動下進行順時針轉動，輥體的兩側軸承座支承，同時軸承座和電機分別設置于液壓升降平臺，所以控制輥的高度跟隨液壓升降平臺而變化。
[0013]進一步地，當料層的冷卻性差時，液壓升降平臺將向下移動，控制輥的轉速增大；當料層的冷卻性好時，液壓升降平臺將向上移動，控制輥的轉速減小。
[0014]本發明的有益效果:
[0015]1、有關研究表明，篦冷機入口段的風速越大，熟料的排料溫度越低，同時依據多孔介質層內靠近壁面位置處的孔隙率大于多孔介質層內部的孔隙率的原理，本發明在熟料層內部設置大量水冷管，其作用:第一，由于水冷管與熟料直接接觸，將使熟料層內的孔隙率增大，由Ergun方程可知，孔隙率增大，空氣通過熟料層的壓降減小，風機功率保持不變的情況下，由風機自身特性可知，風機的風壓減小，則風機的風量將增大，則進入熟料層的風速增加，熟料層的排料溫度降低，說明熟料層的冷卻速度加大;第二，水冷管為薄壁管，高溫熟料通過與管壁接觸，實現高溫熟料的熱量與冷卻水的熱交換，水的熱容量大于空氣，所以將加大熟料層的冷卻速度;第三，水冷管與篦板結合處的高速冷卻風與管壁進行對流作用，冷卻空氣與冷卻水進行熱交換，降低冷卻空氣的溫度，意味著增強了冷卻空氣的換熱能力，同樣加快高溫熟料的冷卻速度；
[0016]2、松料器安裝于篦板上，設置于在熟料層內，其作用:一方面，依據多孔介質層內的孔隙率的壁面效應，增大了熟料層的孔隙率;另一方面，熟料由高度落下，作用于松料器上，由于松料器懸置于篦板上以及松料器自身的結構將產生較大的振動，同時松料棒自身旋轉，使熟料層松散，則熟料層的孔隙率將顯著增大，同樣根據Ergun方程可知，空氣通過熟料層的壓降減小，風機功率保持不變的情況下，由風機自身特性可知，風機的風壓減小，則風機的風量將增大，則進入熟料層的風速增加，熟料層的排料溫度降低，說明熟料層的冷卻速度加大。
[0017]3、同時松料棒旋轉作用以及松料棒的突出針的共同作用，將會對熟料層產生攪拌作用，使熟料層的高度方向上冷卻均勻，隨著熟料層冷卻運行性，調整松料棒的旋轉速度，當冷卻均勻性不好時，增大松料棒的旋轉速度，提高混勻性能，當冷卻均勻性變好時，減小松料棒的旋轉速度，適當減小混勻性能，從而減少電機功耗；
[0018]4、如圖4所示，物料將沿水冷管中間向下移動，同時松料器設置于水冷管中間位置，其數量根據具體位置情況確定一根或多根，如圖2所示，在松料器的作用下，熟料層中粒徑較大的熟料將在松料器上運動，粒徑小的熟料經松料器中間的間隙落到篦板上，通常粒徑大的熟料含熱量多，容易對篦板造成燒蝕或磨損，所以在松料器的作用下，減少了粒徑大的熟料與篦板直接接觸的機會，進而減少篦板的燒蝕和磨損;如松料器與粒徑大的熟料直接接觸而燒蝕和磨損，由于其與同步器之間利用螺紋連接，更換方便，并且其制造成本非常低，所以可以快速更換，保護了篦板，降低了設備的維護成本和維護時間。
[0019]5、在入口段設置控制輥，控制輥的速度根據控制入口段的末端的料層的冷卻程度進行調節，進而控制入口段末端的熟料的冷卻狀況，同時利用控制輥的攪拌作用，能夠大大增強料層高度方向的冷卻均勻性。
[0020]6、在入口段上部安裝有熟料溫度探測裝置(通常為紅外溫度探測裝置)，實時獲得熟料冷卻過程中寬度方向各個位置的熟料溫度，根據各個位置溫度分布情況，控制主水管的升降，利用設置于水管上的翼板影響熟料的下移速度，使寬度方向上溫度高的料層冷卻時間加長，使其冷卻性變好，如此增加了篦冷機寬度方向的冷卻均勻性。
[0021]7、熟料在鐵棒組的作用下進行偏析，粒徑大的熟料落入篦式冷卻機入口段的前端，而粒徑小的熟料落入篦式冷卻機入口段的末端；同時由于粒徑大的熟料所需的冷卻過程所需的交換的熱量多，所需的冷卻時間長，冷卻速度大，而粒徑小的熟料所需的冷卻時間短，冷卻速度小，將不同粒徑的熟料進行偏析后，粒徑大的處于入口段的前端，粒徑小的處于入口段的末端，則保證了粒徑大的熟料的冷卻時間長，粒徑小的熟料所需的冷卻時間短。又由于偏析后，粒徑大的熟料的孔隙率增大，冷卻風速增大，則冷卻速度增大，粒徑小的孔隙率不變，則冷卻速度保持不變，所以利用多層鐵棒組對不同粒徑的熟料進行偏析可以提高熟料的冷卻均勻性和整體冷卻效果。
【附圖說明】
[0022]圖1為傳統篦式冷卻機入口段結構示意圖；
[0023]圖2為本發明所述篦式冷卻機入口段結構示意圖；
[0024]圖3-1第一層鐵棒組布置不意圖；
[0025]圖3-2第二層鐵棒組布置示意圖；
[0026]圖3-3第三層鐵棒組布置示意圖；
[0027]圖3-4第四層鐵棒組布置示意圖；
[0028]圖4為本發明所述篦式冷卻機入口段結構局部放大示意圖；
[0029]圖5為松料棒結構示意圖；
[0030]圖6為本發明所述篦式冷卻機入口段局部俯視圖；
[0031 ]圖7為水管結構局部示意圖；
[0032]圖8為控制輥結構示意圖。
[0033]圖中:I’-現有技術的固定篦板，2’ -現有技術的耐火材料，1-固定篦板，1.1-高速風出口，2-耐火材料，3-水冷管，3.1-翼板，4-松料裝置，4.1-電機，4.2-軸承，4.3-松料棒，
4.3.1-頭部，4.3.2-突出針，4.3.3-細孔，4.3.4-安裝位置，4.3.5-螺紋，4.4-同步器，4.5-聯軸器，5-液壓推桿，6-主水管，6.1-軟管，6.2-接主水源接口，7-溫度探測裝置，8-控制輥，
8.1-輥體，8.2-聯軸器，8.3-電機、8.4-軸承座、8.5-液壓升降平臺、9-鐵棒組、9.1-第一層鐵棒組、9.2 -第二層鐵棒組、9.3 -第三層鐵棒組、9.4 -第四層鐵棒組。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖1-8對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0035]如圖2-8所示，本發明提供了一種篦式冷卻機，其包括:固定篦板1、水冷管3、松料器4、液壓推桿5、主水管6、溫度探測裝置7、控制輥8、鐵棒組9。該篦式冷卻機入口段設置鐵棒組9，同時采用復合冷卻式篦板裝置。
[0036]如圖2所示，篦式冷卻機的入口段的頂部設置多層鐵棒組9，熟料落下時首先落在多層鐵棒組9的頂面，如圖3-1，3-2，3-3，3-4所示，多層鐵棒組9由四層鐵棒組構成，分別為第一層鐵棒組9.1、第二層鐵棒組9.2、第三層鐵棒組9.3、第四層鐵棒組9.4，四層鐵棒組的間隙分別為LI，L2，L3，L4，并且LI<L2〈L3〈L4，則粒徑小于LI的熟料將由第一層鐵棒組9.1的間隙落下，又由于L1<L2<L3<L4，所以經第二層鐵棒組9.2、第三層鐵棒組9.3、第四層鐵棒組9.4的間隙落在篦式冷卻機的入口段的末端；同時由于鐵棒組傾斜設置，粒徑大于LI的熟料將沿鐵棒組的方向向下滑動落入第二層鐵棒組9.2;相同的原理，粒徑小于L2的熟料將落入篦式冷卻機的入口段靠近末端(粒徑小于LI的熟料所落的位置)的位置，粒徑大于L2的熟料將沿鐵棒組的方向向下滑動落入第三層鐵棒組9.3;如此利用多層鐵棒組9將不同粒徑大小的熟料進行偏析，粒徑大的熟料落入篦式冷卻機入口段的前端，而粒徑小的熟料落入篦式冷卻機入口段的末端；