一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法
技术领域
本发明涉及冷却机领域，具体涉及到一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法。
背景技术
冷却机是水泥烧成系统中常用的一种冷却设备，目前业内主要采用卧式冷却机，但是现有的卧式冷却机通过局部的逆流换热进行气流和固体的热交换，热交换效率低，使得生产成本难以降低。
鉴于上述现有缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机及冷却方法，使其更具有实用性。
发明内容
本发明中提供一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机，有效的提高热交换效率，从而解决背景技术中的问题，同时本发明中还请求保护一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机的冷却方法，具有同样的技术效果。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机，包括：
壳体，具有冷却腔体，所述冷却腔体顶部侧壁与回转窑联通，所述冷却腔体顶部还设置有出气孔，底部设置有出料端；
一级热交换装置，位于所述冷却腔体底部，包括横向并且设置的若干组辊压单元，所述辊压单元包括轴线平行的主动辊和固定辊，所述主动辊相对于所述固定辊转动，所述固定辊内设置有第一通气腔体，所述第一通气腔体通过第一孔位向外部供气，且供气方向朝向所述主动辊和固定辊之间缝隙的斜下方；
二级热交换装置，位于所述一级热交换装置和所述回转窑出料位置高度之间，包括与所述辊压单元一一对应设置的卸料单元，所述卸料单元包括固定板体和转动板体，所述转动板体包括顶面与所述固定板体共面而对物料进行支撑的第一工作位置，以及相对于所述固定板体转动至形成卸料缝隙的第二工作位置，所述固定板体内设置有第二通气腔体，所述第二通气腔体通过第二孔位向外部供气，且供气方向朝向所述卸料缝隙；
所述一级热交换装置和二级热交换装置之间形成缓冲冷却区域，所述一级热交换装置与所述壳体底部之间形成主冷却区域，所述缓冲冷却区域和主冷却区域分别设置有独立的冷却气体供气端和出气端。
进一步地，所述固定辊的直径大于所述主动辊的直径。
进一步地，所述主动辊位于所述固定板体下方，所述固定辊位于所述转动板体下方。
进一步地，所述第二孔位的出气端设置所述固定板体位于卸料缝隙一侧的纵向端面上。
进一步地，所述固定板体的顶面在远离所述回转窑出口端的方向上向下倾斜。
进一步地，所述冷却腔体内还设置有分隔结构，包括位于所述缓冲冷却区域一侧的挡板以及与所述挡板顶部连接且相对所述回转窑出口一侧向外倾斜的引导板，所述分隔结构与所述壳体侧壁之间形成细粒冷却区，所述细粒冷却区底部与所述主冷却区域联通，顶部与所述二级热交换装置顶部空间联通。
进一步地，所述引导板为筛板结构，其上均匀分布有若干贯通孔位。
进一步地，所述壳体顶部水平向外凸出有延伸腔，所述引导板顶部向所述延伸腔内部延伸，所述出气孔位于所述延伸腔顶部。
进一步地，所述转动板体位于第一工作位置时，所述第二孔位位于所述转动板体底部。
一种如上所述的竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机的冷却方法，包括以下步骤：
S1：物料自所述回转窑下落至固定板体和位于第一工作位置的转动板体之上进行存积；
S2：当物料存积至设定量后，所述转动板体转动至第二工作位置进行集中卸料，在卸料过程中，所述第二通气腔体持续供气且通过第二孔位向物料送风；
S3：物料到达所述缓冲冷却区域，所述主动辊转动而对物料进行挤压且所述物料自所述主动辊和固定辊之间缝隙下落至主冷却区域，在下落过程中，所述第一通气腔体持续供气且通过第一孔位向物料送风；
在步骤S2和S3过程中，所述缓冲冷却区域和主冷却区域中的供气端持续供气，出气端持续出气。
通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：
本发明中提供一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机，有效的提高热交换效率，同时本发明中还请求保护一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机的冷却方法，具有同样的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机的结构示意图（壳体局部剖开）；
图2为图1的正视图；
图3为图1在另一角度下的示意图；
图4为辊压单元的局部示意图；
图5为图4的正视图；
图6为图4在另一角度下的示意图；
图7为卸料单元的局部示意图；
图8为图7的正视图；
附图标记：1、壳体；11、出气孔；12、出料端；2、回转窑；4、一级热交换装置；41、主动辊；42、固定辊；421、第一通气腔体；422、第一孔位；5、二级热交换装置；51、固定板体；511、第二通气腔体；512、第二孔位；52、转动板体；6、分隔结构；61、挡板；62、引导板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。
如图1~8所示，一种竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机，包括：壳体1，具有冷却腔体，冷却腔体顶部与回转窑2联通，冷却腔体顶部还设置有出气孔11，底部设置有出料端12；一级热交换装置4，位于冷却腔体底部，包括横向并且设置的若干组辊压单元，辊压单元包括轴线平行的主动辊41和固定辊42，主动辊41相对于固定辊42转动，固定辊42内设置有第一通气腔体421，第一通气腔体421通过第一孔位422向外部供气，且供气方向朝向主动辊41和固定辊42之间缝隙的斜下方；二级热交换装置5，位于一级热交换装置4和回转窑2出料位置高度之间，包括与辊压单元一一对应设置的卸料单元，卸料单元包括固定板体51和转动板体52，转动板体52包括顶面与固定板体51共面而对物料进行支撑的第一工作位置，以及相对于固定板体51转动至形成卸料缝隙的第二工作位置，固定板体51内设置有第二通气腔体511，第二通气腔体511通过第二孔位512向外部供气，且供气方向朝向卸料缝隙；一级热交换装置4和二级热交换装置5之间形成缓冲冷却区域，一级热交换装置4与壳体1底部之间形成主冷却区域，缓冲冷却区域和主冷却区域分别设置有独立的冷却气体供气端和出气端。
本实施例中的竖式水泥熟料气动颗粒分级冷却机的冷却方法，包括以下步骤：
S1：物料自回转窑2下落至固定板体51和位于第一工作位置的转动板体52之上进行存积，此处的存积使得每次进入缓冲冷却区域物料的量可获得控制；
S2：当物料存积至设定量后，转动板体52转动至第二工作位置进行集中卸料，在卸料过程中，第二通气腔体511持续供气且通过第二孔位512向物料送风；此处物料的集中卸料获得了集中的第一处冷却位置，通过来自第二孔位512的风对下落的物料进行集中位置的冷却，且在此处通过风力的作用，可使得物料在一定范围内分散而提高以下冷却的效果；
S3：物料到达缓冲冷却区域，主动辊41转动而对物料进行挤压且物料自主动辊41和固定辊42之间缝隙下落至主冷却区域，在上述挤压过程进行的过程中，由于物料是集中卸料的，因此会在缓冲冷却区域获得一定时间的存积，挤压下落则是缓慢进行的，当然此处优选控制下落的量，使得物料的堆积紧密性控制在一定的范围内，挤压力也可实际根据两辊距离而控制，通过提高此区域内的冷却气体流通压力，可使得此区域内堆积的物料获得搅动从而实现相对集中的冷却；在物料下落过程中，第一通气腔体421持续供气且通过第一孔位422向物料送风，从而再次进行相对集中的冷却，其中，步骤S1和S3中的集中冷却的气体动力均较小，可有效节省能源；
在步骤S2和S3过程中，缓冲冷却区域和主冷却区域中的供气端持续供气，出气端持续出气，其中缓冲冷却区域内由于物料量有限，因此虽然为集中的大动力冷却，但所需动力能源有效，而两处集中冷却的物料均为流动态，因此需要的冷却气体动力也较小，其中，第一孔位422、第二孔位512和主冷却腔体的气体可通过相同的压力供给，仅需对缓冲冷却区域的压力进行适当提升即可。本发明中，通过上述装置及步骤使得冷却过程获得多级冷却，且冷却所需气体的运行阻力有效，能源使用率高且热交换效率高，从而有效降低了生产成本。
作为上述实施例的优选，固定辊42的直径大于主动辊41的直径，从而一方面使得第一通气腔体421的气体流通面积可适当增加，另外还可在缓冲冷却区域形成不均匀的底部形式，通过碰撞反射等形成更好的热交换效果。
作为上述实施例的优选，主动辊41位于固定板体51下方，固定辊42位于转动板体52下方，从而在转动板体52转动的过程中，物料向主动辊41一侧滑落，如图2中所示，物料首先沿转动板体52的倾斜方向向图中的左下侧获得运动的趋势，随后通过主动辊41的滚动而被带动向右侧运动而进入挤压间隙内，从而形成的更好的热交换效果，为了进一步提升上述效果，优选缓冲冷却空间内的冷却气体方向沿与转动板体52卸料倾斜方向相反的方向进行流通。
在实施过程中，为了增加对物料的撞击，第二孔位512的出气端设置在固定板体51位于卸料缝隙一侧的纵向端面上，从而使得物料在下落过程中更加直接的受到风力作用而进行热交换，作为上述实施例的优选，转动板体52位于第一工作位置时，第二孔位512位于转动板体52底部，从而在物料不下落时，来自第二孔位512的气体可参与缓冲冷却区域的物料冷却，而当物料下落时，又直接的作用于下落的物料上，并可从顶部出气孔11和缓冲冷却区域的出气端流出均可；为了使得物料更好的流通，固定板体51的顶面在远离回转窑2出口端的方向上向下倾斜。
作为上述实施例的优选，冷却腔体内还设置有分隔结构6，包括位于缓冲冷却区域一侧的挡板61以及与挡板61顶部连接且相对回转窑2出口一侧向外倾斜的引导板62，分割结构与壳体1侧壁之间设置有细粒冷却区，细粒冷却区底部与主冷却区域联通，顶部与二级热交换装置5顶部空间联通，在风力的作用下，位于冷却腔体顶部和缓冲冷却区域的物料均可能自二级热交换装置5顶部而进入细粒冷却区，而位于主冷区区域的物料则可能自底部而进入细粒冷却区，在此区域细粒物料可通过沉降可下落，并在此处获得进一步的冷区，此部分不需要增加额外的冷却动力，进一步的提高了冷却效率。
其中，引导板62为筛板结构，其上均匀分布有若干贯通孔位，在此过程中，细粒也可自贯通孔位而进入细粒冷却区；壳体1顶部设置有向外凸出有延伸腔，引导板62顶部向延伸腔内部延伸，出气孔11位于延伸腔顶部，从而通过出气孔11的出气流通趋势，可提高细粒进入细粒冷却区的几率，物料沉降后向下自出料端12流出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
