一种往返移动式的高效节能隧道窑的制作方法

本发明涉及节能隧道窑技术领域，具体涉及一种往返移动式的高效节能隧道窑。

背景技术：

目前，国内用于耐火制品热处理的隧道窑，传统采用间歇方式生产，每间隔一定时间，将窑内已完成热处理制品的一列窑车拉出，再推入装载尚未进行热处理制品的一列窑车，利用设置在窑内两面墙旁边的电加热元件加热制品，待烧制完成后，热处理制品经过一段时间的冷却后将窑车取出。

由于采用间歇方式生产，隧道需要重复的进行加热和降温，在窑车取出前，如果不对隧道窑内的余热进行回收利用，将会导致使用隧道窑的能源成本大幅增加。

现有技术中，具有余热回收利用功能的节能隧道窑通常将用于余热吸收的组件直接设置于炉膛中，导致炉膛升温慢、温度不稳定以及能耗增加的问题，或者设置独立的降温段来改进上述的弊端，但会导致节能隧道窑的制造成本以及占地面积的增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种往返移动式的高效节能隧道窑，以解决现有技术中具有余热回收利用功能的节能隧道窑的使用效果不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种往返移动式的高效节能隧道窑，包括具有炉膛的炉体、轨道和安装在所述炉体中的余热回收装置，所述炉体的两侧均通过多个窑车轮安装在所述轨道上并沿所述轨道往复运动，两侧所述轨道之间设置有至少一个用于向所述炉膛供氧的供氧管路，所述炉体相对于所述窑车轮的顶部安装有连通所述炉膛的废气排出管；

所述炉体的相对于所述炉膛的开口的一端内开设有后腔，所述余热回收装置包括设置在所述后腔内的蓄热单元、设置在所述炉膛的内壁上的换热单元，以及用于在对所述炉膛加热时将所述换热单元与所述炉膛隔离的可调节阻热机构；

所述炉膛的膛壁上安装有一端与所述炉膛连通且另一端位于所述后腔内的主风管，所述主风管上安装有鼓风机构，被所述蓄热单元加热的空气在所述鼓风机构的泵送下通过所述主风管向所述炉膛中进行输送。

作为本发明的一种优选方案，所述炉膛的两侧的内壁上均开设有供所述换热单元嵌入的嵌入方槽，所述可调节阻热机构包括柔性阻热闸板和用于驱动所述柔性阻热闸板的往复驱动组件，所述炉体中开设有收纳槽，所述嵌入方槽的槽壁上开设有连通所述收纳槽的连接通道，所述连接通道位于两侧所述换热单元之间，所述柔性阻热闸板在所述往复驱动组件的驱动下穿过所述连接通道并在所述嵌入方槽和所述收纳槽之间往复运动，以使所述收纳槽中的所述换热单元与所述炉膛隔离以及露出于所述炉膛中。

作为本发明的一种优选方案，所述嵌入方槽位于两侧所述收纳槽之间，所述嵌入方槽通过呈“n”形的所述连接通道与所述收纳槽连通，所述柔性阻热闸板包括多个依次活动连接的条形阻热板，多个所述条形阻热板在所述嵌入方槽被打开时移动至所述嵌入方槽的外侧，以增强所述炉体的隔热性能。

作为本发明的一种优选方案，所述嵌入方槽的两端的槽壁上均开设有竖槽，所述柔性阻热闸板还包括连接相邻所述条形阻热板的条形连接板，所述条形连接板和所述条形阻热板的端部均滑动安装在相应所述竖槽中；

所述条形连接板的两侧均设置有供相应所述条形阻热板插入的板间密封槽，两侧所述板间密封槽相靠近的内侧的槽壁上均开设有多个限位滑孔，所述限位滑孔内滑动插接安装有与相应所述条形阻热板铰接的柔性钢条，所述柔性钢条相对于所述条形阻热板的一端安装有突出于其侧壁的限位凸块，所述板间密封槽的槽壁上开设有供所述限位凸块滑动嵌入的且两端闭合的限位槽。

作为本发明的一种优选方案，所述炉膛的膛壁上嵌入安装有多个等间隔分布的出风管，所述主风管通过多个所述出风管与所述炉膛连通，且两侧所述换热单元关于呈直线排列的多个所述出风管相对称。

作为本发明的一种优选方案，所述换热单元包括热水管、冷水管、多个长铜管和多个弯铜管，多个所述长铜管通过多个所述弯铜管连接形成管道迂回弯曲且首尾相连通的换热器，所述冷水管位于所述热水管的下方，所述冷水管与所述换热器的进水口相连接，所述热水管与所述换热器的排水口相连接。

作为本发明的一种优选方案，所述炉体内开设有将所述后腔与所述嵌入方槽连通的单管孔，以及将所述后腔与所述炉膛连通的双管孔，所述单管孔和所述双管孔的孔壁上均设置有隔热层，所述冷水管插接在所述单管孔中，所述热水管插接在所述双管孔中，且所述双管孔中安装有换热增效管；

所述换热增效管的一段端贯穿至所述炉膛内且另一端与所述主风管相连接，所述主风管相对于所述换热增效管和所述进气管的一端连接多个所述出风管。

作为本发明的一种优选方案，所述热水管和所述冷水管的与所述换热器相连接的一端均向下倾斜设置，相邻所述长铜管通过所述弯铜管连接形成呈“v”形的促流部，每个所述促流部的靠近所述冷水管的冷端均向上倾斜设置以利于热水倾斜地向上流动。

作为本发明的一种优选方案，所述蓄热单元包括蓄热水箱、换热管和一端连接所述换热管的进气管，所述冷水管和所述热水管相对于所述换热器的一端均安装在所述蓄热水箱上，所述换热管呈螺旋状并贴合安装在所述蓄热水箱的箱壁上；

所述换热增效管通过所述换热管与所述主风管连接，所述换热增效管和所述进气管均通过电控阀门与所述换热管相连接，所述进气管相对于所述换热管的进气端贯穿至所述炉膛，所述换热管的相对于所述进气管和所述换热增效管的另一端与所述主风管相连接。

作为本发明的一种优选方案，两侧所述嵌入方槽关于所述进气管及所述换热增效管相对称，所述换热增效管伸入所述炉膛的一端位于所述进气管伸入所述炉膛的一端的上方。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过可调节阻热机构将来控制位于炉膛中的换热单元的工作状态，实现当炉膛加热时阻止换热单元吸热，且当烧制结束后通过余热回收再利用的方式来促进炉膛及热处理制品的降温，以及实现能源的充分利用，从而达到高效生产和节约能耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的右视图；

图3为本发明实施例的图2中的a部结构示意图；

图4为本发明实施例的图2中的b部结构示意图；

图5为本发明实施例的柔性阻热闸板结构示意图；

图6为本发明实施例的条形连接板结构示意图；

图7为本发明实施例的连接通道结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-炉体；2-余热回收装置；3-可调节阻热机构；4-主风管；5-鼓风机构；6-嵌入方槽；7-收纳槽；8-连接通道；9-出风管；10-单管孔；11-双管孔；12-换热增效管；13-电控阀门；14-隔热层；15-轨道；16-窑车轮；17-供氧管路；18-废气排出管；

101-炉膛；102-后腔；

201-蓄热单元；202-换热单元；

301-柔性阻热闸板；302-往复驱动组件；

601-竖槽；

3011-条形阻热板；3012-条形连接板；3013-板间密封槽；3014-限位滑孔；3015-柔性钢条；3016-限位凸块；3017-限位槽；

2011-蓄热水箱；2012-换热管；2013-进气管；

2021-热水管；2022-冷水管；2023-长铜管；2024-弯铜管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明提供了一种往返移动式的高效节能隧道窑，包括具有炉膛101的炉体1、轨道15和安装在炉体1中的余热回收装置2，炉体1的两侧均通过多个窑车轮16安装在轨道15上并沿轨道15往复运动，两侧轨道15之间设置有至少一个用于向炉膛10供氧的供氧管路17，炉体1相对于窑车轮16的顶部安装有连通炉膛101的废气排出管18。

炉体1通过两侧的多个窑车轮16活动安装在两侧的轨道15上，在进行烧制时，将热处理制品放置在两侧轨道15之间并留出用于供氧管路17露出的间隙，随后，移动炉体1，使炉体1沿轨道运动至码放的热处理制品位于炉膛101中，然后通过电加热、天然气燃烧加热等方式使炉膛101内部升温并对热处理制品进行烧制，烧制过程中产生的废气通过废气排出管18排出，通过废气排出管18另一端连接的废气脱硫净化装置对排出的废气净化后排放。因炉体1为可移动式，因此，废气排出管18位于炉膛101外的一端通过与之滑动密封的管道与废气脱硫净化装置连接，或采用软管式且可伸缩的废气排出管18来使废气排出管18适应炉体1往复移动而保持与废气脱硫净化装置的连接。

反之，当烧制结束后，通过设置在炉体1上的余热回收装置2来快速的回收炉膛101中余热，以达到使炉膛101中的热处理制品在合适的降温速率内快速降温的目的，然后移动炉体1，将露出炉体1的烧制好的热处理制品挪走，并在下次烧制前，利用余热回收装置2回收的热量对炉膛101以及待烧制的热处理制品进行预热升温，从而达到提高生产效率以及节约能耗的目的。

并且，炉体1的相对于炉膛101的开口的一端内开设有后腔102，余热回收装置2包括设置在后腔102内的蓄热单元201、设置在炉膛101的内壁上的换热单元202，以及用于在对炉膛101加热时将换热单元202与炉膛101隔离的可调节阻热机构3。

炉膛101的膛壁上安装有一端与炉膛101连通且另一端位于后腔102内的主风管4，主风管4上安装有鼓风机构5，被蓄热单元201加热的空气在鼓风机构5的泵送下通过主风管4向炉膛101中进行输送。

可调节阻热机构3在炉膛101升温及烧制阶段时将嵌入炉膛101膛壁中的换热单元202与炉膛101隔离，以避免在对炉膛101进行加热时因换热单元202吸收热量而导致炉膛101升温慢、温度不稳定的弊端。而当烧制结束后，可调节阻热机构3将嵌入炉膛101的膛壁中的换热单元202露出，换热单元202吸收炉膛101中的热量并将吸收的热量向独立设置的预热收集腔中的蓄热单元201进行传导，一方面，加速炉膛101内热处理制品的降温，有利于提高生产效率，另一方面，蓄热单元201通过吸收的热量来对空气进行加热，并在进行下次烧制时，后腔102内的热空气通过鼓风机构5的泵送和主风管4的输送而进入炉膛101中，以实现利用余热对炉膛101以及炉膛101内的热处理制品进行初段加热或预热，以此来达到节能的目的。

现有技术中，具有余热回收利用功能的节能隧道窑通常将用于余热吸收的组件直接设置于炉膛101中，导致炉膛101升温慢、温度不稳定以及能耗增加的问题，或者设置独立的降温段来改进上述的弊端，但会导致节能隧道窑的制造成本以及占地面积的增加。

而本发明通过可调节阻热机构3控制位于炉膛101中的换热单元202的工作状态，实现当炉膛101加热时阻止换热单元202吸热，且当烧制结束后通过余热回收再利用的方式来促进炉膛101及热处理制品的降温，以及实现能源的充分利用，从而达到高效生产和节约能耗的目的。

其中，炉膛101的两侧的内壁上均开设有供换热单元202嵌入的嵌入方槽6，可调节阻热机构3包括柔性阻热闸板301和用于驱动柔性阻热闸板301的往复驱动组件302，炉体1中开设有收纳槽7，嵌入方槽6的槽壁上开设有连通收纳槽7的连接通道8，连接通道8位于两侧换热单元202之间，柔性阻热闸板301在往复驱动组件302的驱动下穿过连接通道8并在嵌入方槽6和收纳槽7之间往复运动，以使收纳槽7中的换热单元202与炉膛101隔离以及露出于炉膛101中。

连接通道8开设有在嵌入方槽6的顶部的槽壁上，即柔性阻热闸板301通过往复驱动组件302的驱动以升降的方式实现对嵌入方槽6的打开及封闭，具体的是，在炉膛101进行升温及烧制时，往复驱动组件302驱动条形阻热板3011由收纳槽7并穿过连接通道8在嵌入方槽6中进行下降，直至将嵌入方槽6封闭，从而实现嵌入方槽6内的换热单元202与炉膛101的隔离，达到在炉膛101升温及烧制阶段阻止换热单元202吸热的目的。而当烧制结束时，则与上述相反。

补充说明的是，一般的，柔性阻热闸板301、炉体1以及嵌入方槽6内均通过设置例如石棉板等方式进行隔热，柔性阻热闸板301优选的主要采用例如发泡陶瓷板等导热性差的板材制成。往复驱动组件302为液压油缸、气缸或其他具有往复驱动功能的机械结构，往复驱动组件302的结构根据隔热隔板的结构以及对嵌入方槽6的开合方式等因素进行设计。

在上述实施例上进一步优化的是，嵌入方槽6位于两侧收纳槽7之间，嵌入方槽6通过呈“n”形的连接通道8与收纳槽7连通，柔性阻热闸板301包括多个依次活动连接的条形阻热板3011，多个条形阻热板3011在嵌入方槽6被打开时移动至嵌入方槽6的外侧，以增强炉体1的隔热性能。

多个条形阻热板3011活动连接以满足柔性阻热闸板301的大幅度弯曲的要求，而将收纳槽7设置在嵌入方槽6的外侧，不仅在柔性阻热闸板301将嵌入方槽6封闭时有利于炉体1的隔热保温，且在柔性阻热闸板301收入收纳槽7中时，通过柔性阻热闸板301进一步增强了炉体1的隔热保温性能，从而进一步减少在炉膛101加热以及余热回收阶段炉膛101的热量通过炉体1向外散发，不仅有利于节约能耗，且避免了因隔板条形阻热板3011的收纳而导致炉体1需要设置另外的具有收纳槽7的凸起部分，避免炉体1表面积增加而增加散热的同时，有利于炉体1的美观。

在上述实施例上进一步优化的是，嵌入方槽6的两端的槽壁上均开设有竖槽601，柔性阻热闸板301还包括连接相邻条形阻热板3011的条形连接板3012，条形连接板3012和条形阻热板3011的端部均滑动安装在相应竖槽601中，通过竖槽601来对柔性阻热闸板301整体进行导向，防止柔性阻热闸板301因条形阻热板3011和条形连接板3012相互错位而影响对嵌入方槽6的封闭效果。

并且，条形连接板3012的两侧均设置有供相应条形阻热板3011插入的板间密封槽3013，两侧板间密封槽3013相靠近的内侧的槽壁上均开设有多个限位滑孔3014，限位滑孔3014内滑动插接安装有与相应条形阻热板3011铰接的柔性钢条3015，柔性钢条3015相对于条形阻热板3011的一端安装有突出于其侧壁的限位凸块3016，板间密封槽3013的槽壁上开设有供限位凸块3016滑动嵌入的且两端闭合的限位槽3017。

板间密封槽3013作用在于当多个条形阻热板3011堆叠时供条形阻热板3011插入，即部分的条形阻热板3011收纳至收纳槽7中时以及将嵌入方槽6封闭时，条形连接板3012顶部及底部的板间密封槽3013中均插入条形阻热板3011，在减小柔性阻热闸板301收纳时的高度的同时，使多个条形阻热板3011在对嵌入方槽6进行封闭时通过与条形连接板3012的配合使柔性阻热闸板301形成两侧相互隔离的整体，以防止炉膛101内的热空气通过条形阻热板3011与条形连接板3012的连接处的缝隙向嵌入方槽6中渗入，从而提高了保证了柔性阻热闸板301的阻热效果。并且，当收纳槽7或嵌入方槽6中的多个条形阻热板3011被驱动上升以及经过弯折的连接通道8时，上方的条形阻热板3011以及条形阻热板3011通过铰链等结构铰接且可弯曲的柔性钢条3015相对于下方的失去支撑的条形连接板3012向上滑动，使条形阻热板3011脱离条形连接板3012的板间密封槽3013，结合可弯曲的柔性钢条3015以及条形阻热板3011与柔性钢条3015的铰接连接，实现柔性阻热闸板301整体的大幅度弯曲，以满足于柔性阻热闸板301在相互平行或接近平行的收纳槽7和嵌入方槽6之间往复运动的要求，具有良好的隔热性能。

炉膛101的顶部的膛壁上嵌入安装有多个等间隔分布的出风管9，主风管4通过多个出风管9与炉膛101连通，且两侧换热单元202关于呈直线排列的多个出风管9相对称。

多个出风管9以单列或多列的形式设置在炉膛101的顶部，送风管道中的热风通过多个出风管9向下方的炉膛101以及热处理制品上进行吹送，从而达到对炉膛101以及热处理制品进行加热的目的。

换热单元202还包括热水管2021、冷水管2022、多个长铜管2023和多个弯铜管2024，多个长铜管2023通过多个弯铜管2024连接形成管道迂回弯曲且首尾相连通的换热器，弯铜管2024连接形成首尾相连通的换热器，换热器与蓄热单元201通过流动的介质进行热量传导。并且，冷水管2022位于热水管2021的下方，换热器的进水口位于排水口的下方，冷水管2022与换热器的进水口相连接，热水管2021与换热器的排水口相连接，以符合热水上升冷水下沉的流动规律，利于热水通过热水管2021向蓄热单元201流动进行蓄热。

在上述实施例上进一步优化的是，炉体1内开设有将后腔102与嵌入方槽6连通的单管孔10，以及将后腔102与炉膛101连通的双管孔11，单管孔10和双管孔11的孔壁上均设置有隔热层14，冷水管2022插接在单管孔10中，热水管2021插接在双管孔11中，通过如石棉等导热系数低的材料制成的隔热层14阻止冷水管2022和热水管2021与炉体1之间进行热量交换，减少了炉体1对热量的吸收，也防止冷水管2022中水温升高而影响换热器中的水流循环效率，保证了换热器吸收余热及对炉膛101降温的效率。

在上述实施例上进一步优化的是，换热增效管12的一段端贯穿至炉膛101内且另一端与换热管2012相连接，换热增效管12和进气管2013均通过电控阀门13与换热管2012相连接，换热管2012相对于换热增效管12和进气管2013的一端连接多个出风管9。

具体的，在进行余热回收时，往复驱动机构302驱动柔性阻热闸板301将嵌入方槽6打开，进气管2013上的电控阀门13关闭而换热增效管12上的电控阀门13导通，此时，随着鼓风机构5的启动，换热增效管12将炉膛101中的热空气吸入，且换热增效管12中的热空气直接对热水管2021的远离换热器的一端进行加热，提高了换热器的两端的温差，促进了换热器中水的流动，提高换热器中冷水的注入效率，使换热器因其内部水与炉膛101中的空气保持较大的温差，以提高换热器的换热效率。

并且，换热增效管12中的与热水管2021进行过一次热量交换的热空气在经过换热管2012时，与温度较低的蓄热水箱2011再一次经过热量交换，此时，通过换热管2012、主风管4和出风管9流入炉膛101中的空气因温度大幅度的降低，从而促进炉膛101以及炉膛101内成型的热处理制品进行降温的目的。

而在经过余热回收且需要对炉膛101进行加热时，进气管2013的电控阀门13导通且换热增效管12上的电控阀门13关闭，同时，往复驱动机构302驱动柔性阻热闸板301将嵌入方槽6封闭，随着鼓风机构5的启动，炉膛101中温度较低的空气依次经过进气管2013和换热管2012后，因吸收蓄热水箱2011的热量而被加热，并在加热后依次通过主风管4和多个出风管9流入炉膛101中，对炉膛101中及热处理制品进行加热。

为进一步促进换热器中水流的流动以提高余热回收即降温的速率，热水管2021和冷水管2022的与换热器相连接的一端均向下倾斜设置，相邻长铜管2023通过弯铜管2024连接形成呈“v”形的促流部，每个促流部的靠近冷水管2022的冷端均向上倾斜设置以利于热水倾斜地向上流动。

其中，蓄热单元201包括蓄热水箱2011、换热管2012和一端连接换热管2012的进气管2013，冷水管2022和热水管2021相对于换热器的一端均安装在蓄热水箱2011上，换热管2012呈螺旋状并贴合安装在蓄热水箱2011的箱壁上。进气管2013相对于换热管2012的进气端贯穿至炉膛101，换热管2012的相对于进气管2013和换热增效管12的另一端与主风管4相连接。

换热管2012一体成型与蓄热水箱2011的外壁上，长铜管2023、弯铜管2024、热水通道以及蓄热水箱2011均通过导向系数高的例如铜及铜合金等材料制成，长铜管2023和弯铜管2024即换热器吸收的余热而加热其内部的如水等导热介质。导热介质以水来举例，蓄热水箱2011中的冷水通过冷水管2022向换热器中进行补充，且换热器中的被加热后的水在下方冷水水压的作用下通过热水管2021蓄热水箱2011中进行流动，使蓄热水箱2011中的水温度升高，蓄热水箱2011中的水通过蓄热水箱2011的箱壁对经过换热管2012的空气进行加热，且换热管2012呈螺旋状盘绕在蓄热水箱2011的外壁上，以利于热换管道中的空气充分的通过蓄热水箱2011箱壁吸收热量。当鼓风机构5启动时，依次通过换热管2012和进气管来抽取密封的炉膛101中的空气，抽取的空气在经过换热管2012时被加热，随后，被蓄热水箱2011加热后的空气依次通过主风管4和多个出风管9返回至炉膛101中，循环往复，对炉膛101以及炉膛101中的热处理制品进行初段的加热。

补充说明的是，换热管2012优选的设置在在蓄热水箱2011的上半部分，或蓄热水箱2011的上半部分的换热管2012盘绕的更加密集，即提高换热管2012中空气与蓄热水箱2011中水的温差，以及增加换热管2012中的空气与温度较高的蓄热水箱2011的上半部分接触的时间，以达到充分换热的目的。

另外，为防止在加热阶段和烧制阶段炉膛101内的热空气通过进气管和换热增效管12向换热管2012进行流动，在进气管和换热增效管12的伸入炉膛101的一端设置阀门等具有同等功能的部件。

另外，两侧嵌入方槽6关于进气管2013及换热增效管12相对称，换热增效管12伸入炉膛101的一端位于进气管2013伸入炉膛101的一端的上方即，换热增效管12和进气管2013的进气端均位于炉膛101的相对于炉膛101开口的一端，上方出风管9向下喷射的热气流在与热处理制品碰撞后向两侧分散，而设置在中线位置处的进气管则避免了直接将两侧下降的热气流直接吸入，有利于热空气与炉膛101中的低温空气充分的进行换热，从而提高对炉膛101进行预热或初段加热的效率。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。