一种密闭的进、出料同侧的外热式回转炉的制作方法

本发明涉及一种外热式回转炉，具体涉及一种密闭的，进、出料同侧的，炉壁、管壁间接加热的回转炉。

背景技术：

化工、冶金、建材等行业中，经常需要对各种粉末、颗粒类原料进行加热处理，达到原料煅烧、干馏、干燥等目的，回转炉是一种处理能力大、运转可靠、适应性强的设备，在连续生产中占有重要意义，回转炉在这些行业的利用越来越广泛。

目前国内回转炉，主要有内热式、外热式和复式传热三种类型。

内热式回转炉内载热气直接与被干燥物料接触，依靠对流传热对物料进行换热，具有热利用率高，物料反应时间短的优点，但其物料易被载热气污染，当投料量较大时，增加了载热气处理量设备的规格和制造难度，故设备处理量不宜过大。

外热式回转炉采用间接传热，载热体不直接与被干燥的物料接触，通过热风夹套对炉体外壁换热，炉体外壁对物料进行热传导传热，具有成本低，操作简单、稳定的优点，但其传热系数较低，反应产生的气量较大时，因进、出料装置与出气装置的布设问题，导致所需的回转炉规格尺寸较大。

复式传热采用热传导和对流传热两种形式的组合，传热效率较高，减少了热损失，但其不适用于载热气污染后难处理的物料。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种密闭的外热式回转炉。该设备是一种完全密闭的在炉壁、管壁间接对原料进行间接加热的回转炉，换热面积相比普通外热式回转炉高出3～5倍，原料受热均匀，大大提高了热交换效率；物料进、出均在炉尾，出气管道在炉头，使出气口可布空间加大，便于密封面设计；炉头、炉尾的密封装置，能够有效的隔绝空气，防止内部气体、粉尘溢出污染环境，同时防止外界有害物质进入污染原料，能够适应需特殊反应环境的物料生产；炉体内设有输料装置，使物料在输料装置内预热，为后续反应提供有利条件；设备能够长时间持续稳定运转，下料连续均匀。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种密闭的进、出料同侧的外热式回转炉，包括炉体，在炉体外壁上设有列管进风夹套、列管出风夹套和中间夹套三段夹套，在三段夹套之间设有支撑炉体的托轮装置；在炉体内腔设有沿炉体轴向分布的管束，三段夹套中的列管进风夹套和列管出风夹套与管束组成炉体内部独立的载热气体通道，中间夹套与炉体外壁组成炉体外部独立的载热气体通道；各段夹套通过柔性夹套密封密封；在炉体的前部设有出气装置和联动炉体转动的动力机构，在炉体的尾部设有同侧布置的进出料装置，对应出气装置和进出料装置的炉体上设有密封结构；通过炉体内部管束和外部夹套所形成的载热气体通道同时对炉体内的物料进行间接加热。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

进一步，所述炉体通过其上安装的滚圈ⅰ和滚圈ⅱ架设在挡托轮装置和托轮装置上实现支撑。

进一步，所述炉体头部固定安装有大齿圈，大齿圈通过与传动装置连接的小齿轮啮合传动，带动炉体在支撑装置上的挡托轮装置和托轮装置上连续运行。

进一步，所述同侧布置的进出料装置包括进料装置和出料装置；

所述进料装置包括伸入炉体内部的进料输送机，进料输送机中设有输料装置，进料输送机的内端部设有缓落出料口；出料密封设于出料箱与炉体之间；

所述出料装置包括出料箱和设在其上的泄爆装置，所述炉体的出料端设有出料锥筒、与出料锥筒连接的出料筒节，在出料锥筒和出料筒节中设有变径螺旋。

进一步，所述变径螺旋为多头变径螺旋。

进一步，所述输料装置包括螺旋叶片结构的内部螺旋；整个炉体倾斜安装，物料由炉体安装低点端头进入，通过进料输送机直接送入输料装置，随着炉体的转动，输料装置将物料送到炉体安装高点端，从缓落出料口落入炉体。

进一步，所述中间夹套设有两个进风口，一个出风口；所述列管出风夹套和列管进风夹套分别设有出风口和进风口，在每个进、出风口均设有连接到中控系统的温度计接口；轴向分布在炉体中的管束分别与列管出风夹套的出风口和列管进风夹套的进风口对应，炉体头部分布有气室出风口；管束以炉体中心轴为基准在炉体内部呈圆周布置，管束可布置为单圈或多圈。

进一步，所述管束沿炉体内部轴向中心线均布，若干根管束一端固定在炉体内壁上，另一端活动连接在炉体内部管板上，管束与管板之间设有补偿装置；炉体内由多排管架支撑管束。

进一步，所述炉体与进、出料装置之间的密封结构采用机械密封和浮环密封组合结构；所述机械密封为动环和静环双密封面结构；静环密封面上开有油槽，在静环支撑架上装有压紧静环的多个气缸，静环支撑架和进料密封的管架间通过补偿器连接。

进一步，所述柔性夹套密封包括设在夹套中的密封垫板，在密封垫板上分别设有锥体法兰和耐磨密封块，柔性板一端连接锥体法兰，另一端与耐磨密封块连接，柔性板上下表面分别设有在耐热板和弹性钢板，弹性钢板下方通过钢丝绳连接配重块；所述柔性板上设有挡风板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明综合考虑了加热回转炉的进出料装置密封、出气装置密封、夹套密封等处所需的动静密封结构，设备炉头、炉尾采用机械密封与浮环密封组合的双重密封，使设备整体具有良好的密封性，密闭的反应空间使物料与原料及产品分隔，给物料反应提供一种良好的密闭气氛环境；使原料及产品不受外界污染，同时减少了环境污染，减少能耗，提高换热效率，保证了设备运行的安全性。

2.加热方式为炉体炉壁、管壁间接加热，同时采用载热气体循环使用，大大提高了换热面积，提高了热效率，使原料加热更充分，单位产品能源消耗大大减少，达到节能目的。夹套采用内保温结构，安装、维修简单方便。

3.所有夹套两端密封采用机械密封与浮环密封组合的双重密封，密闭的反应空间使物料与原料及产品分隔，使原料及产品不受外界污染，同时减少了环境污染，保证了设备运行的安全性。使设备具有良好的密封性，减少了能源消耗和环境污染。

4.炉体内设置多排管束，并有补偿装置解决管道热膨胀、分布气室与筒体密封问题，提高了换热面积，减小设备规格，节约了投资成本。

5.反应物料进、出料同侧，节约空间便于出气口设计和炉头、炉尾密封设计。

6.炉体内设有预热功能的输料装置，使反应更迅速，同时降低输送物料的扬尘高度。也便于出气口设计，有效减小设备规格，提高产能，降低投资成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为夹套热风进出口示意图；

图3为进料密封结构示意图；

图4为夹套密封结构示意图；

图5为列管进风夹套筒体截面示意图。

图中：1、出气口；2、传动装置；3、小齿轮；4、大齿圈；5、列管出风夹套；6、滚圈ⅰ；7、炉体；8、中间夹套；9、滚圈ⅱ；10、列管进风夹套；11、进出料装置；12、托轮装置；13、挡托轮装置；14、夹套密封；15、出气密封；16、出气小车；17、出气装置；18、螺旋清灰装置；19、泄爆装置；20、进料输送机；21、出料密封；22、出料箱；23、列管进风夹套进风口；24、进风口；25、管束；26、管架；27、出风口；28、列管出风夹套出风口；29、补偿装置；30、气室出风口；31、出料锥筒；32、变径螺旋；33、出料筒节；34、输料装置；35、气缸；36、静环支撑架；37、静环；38、动环；39、动环支撑架；40、浮环装置；41、浮环调节装置；42、润滑油口；43、补偿器；44、耐磨密封块；45、密封垫板；46、耐热板；47、挡风板；48、柔性板；49、弹性钢板；50、锥体法兰；51、钢丝绳；52、配重块；53、内部螺旋；54、缓落出料口。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如附图1所示，该密闭的进、出料同侧的外热式回转炉，包括密闭的炉壁、管壁间接加热构成的炉体7，在炉体7外壁上设有三段夹套，在三段夹套之间设有支撑炉体7的托轮装置12；在炉体7内腔设有沿炉体轴向分布的管束25，三段夹套中的列管进风夹套和列管出风夹套与管束25组成炉体内部独立的载热气体通道，中间夹套与炉体7外壁组成炉体外部独立的载热气体通道；各段夹套通过柔性夹套密封14密封；在炉体7的前端设有出气装置17和联动炉体7转动的动力机构，在炉体7的尾部设有同侧布置的进出料装置11，对应出气装置17和进出料装置11的炉体7上设有密封结构；通过炉体内部管束和外部夹套所形成的载热气体通道同时对炉体内的物料进行间接加热，实现物料的高效加热。

炉体7通过其上安装的滚圈ⅰ6和滚圈ⅱ9架设在挡托轮装置13和托轮装置12实现支撑；根据炉体7长度及所受许用弯曲应力大小，可增加滚圈的数量。为了最大限度的提高炉体加热面积，在炉体头部固定安装大齿圈4，大齿圈4通过与传动装置2连接的小齿轮3啮合传动，带动炉体7在支撑装置挡托轮装置13和托轮装置12上连续运行；传动装置2中的主电机采用变频调速电机，可以适应不同工况条件下对炉体7转速的要求，回转炉炉体转速可调。

炉体7前端为出气装置17，其上设有出气密封15、出气小车16、出气口1、螺旋清灰装置18等，用来清除导气管中沉积的粉尘。炉体7后端为进出料装置11，其上设有泄爆装置19、进料输送机20、出料密封21、出料箱22等，还可根据需求加设测温装置、测压装置、紧急排料口等；进出料装置11由支架支撑。

同侧布置的进出料装置11包括进料装置和出料装置；进料装置包括伸入炉体内部的进料输送机20，进料输送机20中设有输料装置34，进料输送机20的内端部设有缓落出料口54；出料密封21设于出料箱22与炉体7之间。出料装置包括出料箱22和设在其上的泄爆装置19，出料箱22内设有伸入炉体7内的出料锥筒31、与出料锥筒31连接的出料筒节33，在出料锥筒31和出料筒节33中设有变径螺旋32，变径螺旋为多头变径螺旋。

在炉体7外部设有通过载热气体的夹套和密封载热气体的夹套密封14。夹套分为列管进风夹套10、中间夹套8、列管出风夹套5三段，列管出风夹套5位于大齿圈4与滚圈ⅰ6之间，中间夹套8位于两滚圈之间，列管进风夹套10位于滚圈ⅱ9与进出料装置11之间，各段夹套通过柔性夹套密封14来密封。为测量载热气体的温度，在每个进、出风口均设有温度计接口，能够将载热气体温度及时反馈到中控系统，根据工艺需求及时调整载热气体供给，保证物料高效充分反应；夹套采用分多层内保温结构。加热载热气体通道采用夹套和管束组合，在炉体内外同时对物料进行间接加热。

与炉体7之间为机械密封和浮环密封的组合密封；炉体7外部有筒壁与中间夹套8，夹套密封14组成的封闭的载热气体通道，外部有列管出风夹套5、列管进风夹套10、夹套密封14组成的封闭的管束热风载热气体通道。

炉体7根据物料反应的工艺要求，分段采用不同材料制造，若物料反应要求温度较高，则高温段选用耐高温的特殊材料制造，最高可以承受850℃的高温加热；炉体根据加热温度和所受弯曲应力的不同，选用不同材料和不同厚度；炉体7采用不等厚设计。在炉体7的出料端设置出料锥筒31、变径螺旋32、出料筒节33等，出料锥筒31伸入炉体7内，另一端出料筒节33伸入进出料装置11内，变径螺旋32为多头变径螺旋，使反应后的物料均匀连续的导出炉体7，由出料箱22的出料口排出进入下一道工序。

如附图1所示，该密闭的内外间接加热回转炉在炉体7外部设有通过载热气体的夹套和密封载热气体的夹套密封14。夹套分为列管进风夹套10、中间夹套8、列管出风夹套5三段，列管进风夹套10位于大齿圈4与滚圈ⅰ6之间，中间夹套8位于两滚圈之间，列管出风夹套5位于滚圈ⅱ9与进出料装置11之间，各段夹套通过柔性夹套密封14来密封。为测量载热气体的温度，在每个进、出风口均设有温度计接口，能够将载热气体温度及时反馈到中控系统，根据工艺需求及时调整载热气体供给，保证物料高效充分反应；夹套采用分多层内保温结构。

如图2所示，中间夹套8中的载热气体由进风口24进入炉体7与中间夹套8之间的载热气体通道，随后由出风口27排出；管束25中的载热气体由列管进风夹套进风口23进入，通过管束后，汇集到炉体7头部，然后载热气体经炉体7头部分布气室出风口30，进入列管出风夹套5，再从列管出风夹套出风口28排出。管束25以炉体中心轴为基准在炉体内部呈圆周布置，管束可布置为单圈或多圈。可根据工艺需求在内保温夹套上开设一个或多个进、出风口，保证各反应段所需热量持续均匀，供给物料在炉体内部能够均匀受热升温，满足对反应温度要求较高的物料反应。

管束材料为耐高温材料；管束25一端固定在炉体7上，另一端活动连接在炉体7内部管板上，管束25与管板之间设有补偿装置29，补偿装置29以消除管束28的热胀冷缩，解决管道热膨胀、分布气室与筒体密封问题；在炉体7内由多排管架26支撑管束25，保证管束25不弯曲、断裂。载热气体由各出风口排出后一部分再次进入热循环系统，另一部分预热燃料燃烧所需的空气后排空。各段夹套可根据工艺需求，设置多个载热气体进口和多个载热气体出口，以方便对加热温度、风量的控制。

整个炉体7倾斜安装，物料由炉体7安装低点端头进入，通过进料输送机20直接送入输料装置34，随着炉体7的转动输料装置34将物料送到炉体7安装高点端，从缓落出料口54落入炉体7，物料在输送过程中与筒体内部换热，同时减少出气口出气温度的换热，完成预热工序，物料因炉体7的回转与安装倾角，物料沿着炉体壁向安装低端前进，前进过程中炉壁、管壁与物料间接加热，开始反应工序，反应产生的气体由出气装置17的出气口1导出进入外接工序，反应完成的固体物料，由出料端设置出料锥筒31、变径螺旋32、出料筒节33送入出料箱22出料口，进入下一道工序。

如附图3所示，夹套与炉体之间的密封采用柔性双重密封，能够有效的防止夹套中载热气体泄漏，减少循环过程中热量损失。出气装置17和进出料装置11的密封采用机械密封、浮环密封组合结构。其中机械密封为双密封面结构，在密封中动环支撑架39安装在炉体7头部，动环38连接在动环支撑架39上，静环37连接在静环支撑架36上；静环37和动环38均为双密封面，在静环37两侧开有润滑油口42，密封面上开有油槽，以保证润滑系统供给的润滑脂使静环37与动环38两密封面之间具有良好的润滑，以保证密封的安全可靠；静环支撑架36上装有用来压紧静环的多个气缸35，设备运行时通过调整气缸35的压力，保证静环37与动环38之间始终保持紧贴，以达到使炉体7内部密闭；静环支撑架36和出气密封15的管架间用补偿器43连接，补偿设备的热胀冷缩。

如图1、图3所示，出气密封15、出气装置17、螺旋清灰装置18设置在出气小车16上，方便安装、检修；出气装置17设置在出气密封15的管架上，用来将反应生成的气体导出；在出气装置17内设有螺旋清灰装置18，用来清除出气装置17内沉积的粉尘，保证出气装置17的畅通；在出气密封15的管架上的短节内装有保温，以降低静环37与动环38的温度。在动环支撑架39与炉体7之间设有浮环装置40，用来防止粉尘进入动环38与静环37之间的密封面以及补偿器43中影响密封性能。浮环调节装置41用来控制调节浮环装置40位置，防止浮环装置40磨损过快。

如图4所示，夹套密封14采用柔性双重密封，柔性板48设置在耐热板46和弹性钢板49之间，保护柔性板48不被内外环境破坏，一端连接锥体法兰50，另一端与耐磨密封块44连接，通过弹性钢板49弹性变形和其外缠绕的钢丝绳51上所加的配重块52，使耐磨密封块44紧贴在密封垫板45上，用以密封夹套中载热气体。柔性板48下设有挡风板47，可防止载热气体直接作用在耐磨密封块44上，保护耐磨密封块44。在使用中根据密封状况可适当增减配重块52数量，调整耐磨密封块44与密封垫板45的压紧程度，以保证密封性能又不使耐磨密封块44磨损过快。

如图5所示，输料装置34将进料输送机20带来的物料，通过炉体7的转动和内部螺旋53，由炉体7安装低点端头输送到安装高点端，再从缓落出料口54落入炉体7内，使物料下落时扬料高度降低减少物料的扬尘。

通过上述技术方案，本发明能够带来以下技术效果：

1)在设备炉头、炉尾采用机械密封与浮环密封组合的双重密封，密闭的反应空间使物料与原料及产品分隔，使原料及产品不受外界污染，同时减少了环境污染，保证了设备运行的安全性。

2)其加热方式为炉体炉壁、管壁间接加热，同时采用载热气体循环使用，大大提高了热效率，单位产品能源消耗大大减少，达到节能目的。

3)其所有夹套两端密封采用柔性双层密封的方式，使设备具有良好的密封性，减少了能源消耗和环境污染。

4)炉体内设置多排管束，并有补偿装置解决管道热膨胀、分布气室与筒体密封问题，提高了换热面积，减小设备规格，节约了投资成本。

5)反应物料进、出料同侧，节约空间便于出气口设计和炉头、炉尾密封设计。

6)炉体内设有预热功能的输料装置，使反应更迅速，同时缓落出料口降低输送物料的扬尘高度。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。