一种旋转炉排的制作方法

本发明属于燃烧炉设备部件结构技术领域，尤其涉及一种在生物质成型燃料燃烧炉中使用的旋转炉排。

背景技术：

一般农作物秸秆、木屑都具有疏松、密度小、单位体积的热值低的缺点，作为燃料使用不方便，造成大量农作物秸秆等被废弃，生物质燃料成型技术有效的解决了这一问题，并且可以改变木屑、秸秆等生物质的燃烧特性，实现快速、洁净、高效燃烧。生物质成型燃料成型技术即是通过粉碎、干燥、机械加压等过程，将松散、细碎的秸秆、农业废弃物压成结构致密颗粒状燃料，其能量密度较加工前要大于十倍左右。这种生物质成型技术燃料便于贮运，燃烧后排放的烟灰和二氧化硫远低于重油，是一种适合于工业锅炉使用的高品质燃料。生物质气化炉是将生物质燃料在密闭不完全燃烧的条件下通过制气炉高温干馏热解及热化学氧化作用，得到一种可燃性混合气体(主要含一氧化碳、氢气、甲烷等生物质燃气)，生物质气化产出物除可燃气外，还有灰分、水分及焦油等物质。

现有生物质气化技术存在的问题之一是燃烧的积灰易结渣，具有腐蚀性，生物质一般含有较高的碱金属(Na、K、Ca、Mg)元素和非金属(Si、S、Cl、P)元素，它们能降低灰熔点，导致积灰结渣，从而给燃烧过程带来很大麻烦，不仅影响换热效率，还会腐蚀、磨损设备。

现有炉排多为使用带孔的炉排结构，工作时，通过炉排上方的刮板将沉积在炉排上的灰渣刮落清理，其清理效率较低。特别是对于生物质成型颗粒燃烧炉来说，在炉膛内通常要维持较高且稳定的温度，如果采用传统的筛孔炉排结构，底部灰渣室的低温空气会进入炉膛内部，形成炉膛温度波动，这种温度波动特别是生物质燃料的气化效率产生严重降低，甚至会导致生物质气化炉连续工作状态的中断。如何在生物质燃料气化炉在高温连续工作过程中，在不引起炉膛温度扰动状态下，将生物质燃料氧化反应后的残渣和粉尘排放到炉排底部是燃烧炉的炉排结构设计的关键。

技术实现要素：

为解决生物燃烧炉排渣时对炉膛温度的扰动，实现(1)燃烧炉连续稳定作业；(2)燃烧炉在高温连续作业情况下，把燃料氧化反应后的炉渣和炉灰排放到炉排底部；(3)燃料充分气化不结固成渣；(4)炉膛内燃烧需要的空气通过炉排缝隙自下而上进入，既冷却炉排又集中燃料氧化层于炉底部反应，方便炉渣和炉灰的清理的目的，本发明技术方案中设计了一种新型旋转式炉排结构。

实现上述发明目的采用的技术方案为，一种旋转炉排，它包括安装座、轴板组A、轴板组B及与轴板组分别连接的驱动电机，轴板组A与轴板组B的齿形轴板相互间隔排列，齿形轴板的两端枢转连接在安装座上，齿形轴板由转轴和齿形板焊接/铸造而成的一体结构,齿形板沿转轴轴向阵列排布在转轴上；齿形轴板的转轴水平、转动安装在安装座上，实现齿形轴板绕转轴可360°旋转；轴板组A的各齿形轴板转轴上固定有外齿轮并活动套有过渡齿轮A；轴板组B的各齿形轴板转轴上固定有内齿轮并活动套有过渡齿轮B；外齿轮与过渡齿轮B相互啮合传动，实现轴板组A中各齿形轴板的同步转动；内齿轮与过渡齿轮A相互啮合传动，实现轴板组B中各齿形轴板的同步转动。过渡齿轮只起啮合作用，其通过转动带动间隔的两内或外齿轮同步转动。相应的，驱动电机为两组，分别与轴板组A和轴板组B中的一个转轴相连接，为两组轴板提供动力；电机转动方向可以任意设置，从而实现两组轴板转动同向或异向。通过单组驱动电机轮回带动齿形轴板水平绕轴转动形成部分空档，不会引起燃料整体塌落现象而导致炉内热量失衡。

进一步地，相邻两齿形轴板的齿形板为错位啮合并留有间隙。即，相邻两齿形轴板距离大于齿形板长度，相邻两齿形板之间间隔大于齿形板宽度。使得相邻两齿形轴板的啮合时齿形板之间留有一定缝隙，便于转动并透过助燃用空气。正常工作状态时，两齿形轴板呈水平状态，形成燃烧炉炉膛底板。

进一步地，齿形轴板通过设置在转轴两端的轴承和安装在安装座上的轴承座转动安装在安装座上。安装座可以直接是燃烧炉的炉体上，仅是用于转动安装齿形轴板的轴承座。

进一步地，驱动电机与转轴之间还安装有变速箱，使得轴板组的转动速率、方向的控制更为灵活。齿形轴板的间歇、间隔旋转及其定时瞬间排渣确保了燃烧炉的连续工作。

进一步地，两组驱动电机转动方向任意设置改变。轴板组在沿转轴翻转时，齿形板上的积灰能够掉落入炉底，转动方向可控使得积灰和炉渣均被清理。

采用本申请炉排结构的生物质燃烧炉在正常运行时，由于炉排的两组轴板组相互咬合，在炉膛内形成相对密封的环境，同时空气通过炉排齿形轴板缝隙自下而上进入炉膛，能冷却炉排又集中燃料氧化层于炉膛底部；当需要排渣时，电机控制轴板组转动，轴板缝隙逐渐增加，炉渣和炉灰自动落入下方的灰渣室内，同时轴板组原来在位于灰渣室一侧的板面被翻转至燃烧炉膛室一侧，实现了炉膛一侧的炉排表面冷却，也实现了将炉膛内热量传递至灰渣室，提高了灰渣室的温度，从灰渣室进入炉膛的空气预先获得了热量，保证了热量的充分利用。炉排在静止状态或工作状态时所占空间小，压缩了燃烧炉整体外形尺寸，节省了燃烧炉内的燃烧空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的轴板组A的结构示意图；

图3为本发明的轴板组B的结构示意图；

图4为轴板组A转动时运动状态示意图；

图5为轴板组B转动时运动状态示意图。

图中，1、轴板组A；11、外齿轮；12、过渡齿轮A；2、轴板组B；21、内齿轮；22、过渡齿轮B；3、驱动电机；4、齿形轴板；41、转轴；42、齿形板；5、轴承；6、轴承座；7、变速箱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

如图1所示的一种旋转炉排，它包括安装座、轴板组A1、轴板组B2及与轴板组分别连接的驱动电机3，轴板组A与轴板组B包括齿形轴板4和齿轮，轴板组A和轴板组B的齿形轴板4相互间隔排列；齿形轴板4由转轴41和沿转轴轴向对称阵列排布的齿形板42组成，为焊接或铸造而成的一体结构。

相邻两齿形轴板4的齿形板42为错位啮合并留有间隙，相邻两齿形轴板4距离大于齿形板42长度，相邻两齿形板42之间间隔大于齿形板42宽度，使得相邻两齿形轴板4的错位啮合的两齿形板42之间留有缝隙，便于转动，同时在炉膛内形成相对密封的环境，空气可通过炉排的齿形轴板4缝隙自下而上进入炉膛，能冷却炉排又集中燃料氧化层与炉膛底部。齿形轴板4的两端枢转连接在安装座上，齿形轴板4的转轴41两端通过设置在转轴41两端的轴承5和轴承座6水平、转动安装在安装座上，实现齿形轴板4绕转轴41可360°旋转。

如图2及图3所示，轴板组A1的各齿形轴板4的转轴41上固定外齿轮11并活动套有过渡齿轮A12，轴板组B2的各齿形轴板4的转轴41上固定内齿轮21并活动套有过渡齿轮B22；轴板组A1的外齿轮11与轴板组B2的过渡齿轮B22相互啮合传动连接，实现轴板组A1中的各齿形轴板4的同步转动；轴板组B2的内齿轮21与轴板组A1的过渡齿轮A12相互啮合传动连接，实现轴板组B2中的各齿形轴板4同步转动。外齿轮11和过渡齿轮B22及内齿轮21和过渡齿轮A12可安装在转轴41的同一端，或分别安装在转轴41的两端。

如图4和图5所示，间隔的由外齿轮11带动的轴板组A1的各齿形轴板4绕相同方向转动，由内齿轮21带动的轴板组B2的各齿形轴板4绕相同方向转动。其中的过渡齿轮B22只起带动在间隔设置的齿形轴板4的两外齿轮11啮合传动的作用，不能带动齿形轴板4转动；过渡齿轮A12只起带动间隔设置的齿形轴板4的两内齿轮21啮合传动的作用，不能带动齿形轴板4转动。这样，由外齿轮11和内齿轮21可分别带动的各自的轴板组独立转动。

驱动电机3为两组，分别与轴板组A1和轴板组B2的转轴41连接，为两轴板提供动力。驱动电机3和转轴41之间还安装有变速箱7，使能够控制各轴板组的转动速率和转动频率，两组驱动电机3的转动方向可任意设置，或通过电气控制或改变电机接线端实现电机转动方向改变，两轴板组的转动方向可设置为同向或异向。排渣时，驱动电机3控制齿形轴板4在沿转轴41翻转，两齿形轴板4间缝隙逐渐增加，驱动电机3间歇式轮流旋转运动，把燃料氧化反应后的残渣和粉尘排放到炉排底部，保证整体设备的连续工作。炉渣和炉灰自动落入下方的灰渣室内，使得积灰均匀被清理，防止炉排上积灰结渣，同时轴板组原来处于灰渣室一侧的板面被翻转至燃烧炉膛室一侧，实现了炉膛一侧的炉排表面冷却，也实现了将炉膛内热量传递至灰渣室，提高了灰渣室的温度，从灰渣室进入炉膛的空气预先获得了热量，保证了热量的充分利用。安装座可以直接是燃烧炉的炉体，仅是用于安装轴板组的轴承座6用。

通过采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明的旋转炉排能够燃烧炉连续稳定作业；燃烧炉在高温连续作业情况下，把燃烧氧化反应后的炉渣和炉灰排放到炉排底部；燃烧充分气化不结固成渣，而造成燃烧设备腐蚀和磨损，提高换热效率；炉膛内燃烧需要的空气通过炉排缝隙自下而上进入，既冷却炉排温度又集中燃料氧化层于炉底部反应，达到方便炉渣和炉灰的清理的目的。通过单组驱动电机轮回带动齿形轴板水平绕轴转动形成部分空档，不会引起燃料整体塌落现象导致炉内热量失衡，齿形轴板的间歇、间隔旋转及定时瞬间排渣确保燃烧炉的连续工作，提高了燃烧效率，同时炉排在静止状态或工作状态时所占空间小，压缩了燃烧炉整体外形尺寸，节省了燃烧炉内的燃烧空间。由驱动电机控制炉排旋转，把燃料氧化反应后的残渣和粉尘排放到炉排底部，保证整体设备的连续工作。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。