一种用于电石锅余热回收的搅拌装置及其应用的制作方法

本发明属于隧道窑余热回收领域，涉及一种用于隧道窑内电石锅余热回收的搅拌装置及其应用。

背景技术：

高温熔融电石(熔化温度高达2300℃，最高可达2600℃)中含有许多能量，目前电石厂中的熔融电石主要依靠在电石锅内自然冷却，不仅会有因冷却周期长而导致生产及物流运输周期长的问题，也同时造成电石锅内的高温余热极大浪费，及由此带来的经济损失。

本申请人前期提出用于电石锅余热回收的隧道窑装置，可以有效缩短电石生产及物流运输周期，同时有效实现电石锅余热回收。然而研究发现，在隧道窑装置内电石锅经过冷却的电石在外壳冷却至可抓取时，锅内电石仍然处于熔融过热状态，还存在部分余热未得到有效利用。

目前还没有人正式提出专门应用于高温熔融电石锅余热回收的搅拌装置，对此，根据搅拌可以强化熔融电石散热的原理，本发明专利建立电石锅余热回收搅拌装置，进一步实现对高温熔融电石的余热回收。

技术实现要素：

针对现有的电石锅生产工艺，本发明从结构、功能和铸造工艺上进行以下设计，提供一种用于电石锅余热回收的搅拌装置及其应用。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于电石锅余热回收的搅拌装置，所述的搅拌装置包括搅拌棒4、搅拌头1、搅拌叶片2、热电偶3、隔热层5、竖直桁架9、升降桁架8、水平桁架7、连接杆10、圆盘传动装置6和pid控制装置。

所述的搅拌叶片2位于搅拌头1的正下方，搅拌棒4一端与搅拌头1连接。所述的搅拌棒4和搅拌头1均为中空圆柱形，采用一体铸造工艺无缝连接搅拌棒4、搅拌头1和搅拌叶片2，保证在高温条件下装置强度，也避免连接件高温变形导致的机械故障。

所述的隔热层5连接搅拌棒4、水平桁架7和连接杆10，具体为：所述的隔热层5为中空的水平圆柱体结构，一端开口一端封口，搅拌棒4另一端从隔热层5开口端深入隔热层5中并固定，水平桁架7固定在隔热层5上方，连接杆10设于隔热层5封口端下方。

所述的水平桁架7与升降桁架8连接，在升降桁架8轨道内可以做水平运动，升降桁架8与竖直桁架9连接，升降桁架8在竖直桁架9的轨道内可以做垂直运动，带动水平桁架7上的搅拌棒4垂直运动。所述的连接杆10底端与圆盘传动装置6连接，连接杆10可以相对圆盘传动装置6做自身圆周运动。水平桁架7保证搅拌棒4水平向右的同时，搅拌棒4做圆周运动。

所述的热电偶3为柔性结构，由搅拌棒4进入，依次延伸至中心搅拌头1、中心搅拌叶片2和搅拌叶片2的中空中心叶片尾端11中，用来监测电石锅内实时的温度变化，并给pid控制装置反馈信号以控制圆盘传动装置6，确保搅拌装置完成充分搅拌后从电石锅中移出时不发生电石粘结。

所述的搅拌棒4、搅拌头1和搅拌叶片2均为中空陶瓷材料，重量轻，可以耐受熔融电石的超高温度；保温好，移出时冷却慢，不易粘结；既能内置热电偶3，又能耐高温。

所述的搅拌叶片2为尖叶形，外围叶片稍短，确保叶片不会碰触到电石锅壁面，且不易带出熔融电石。所述的中心搅拌叶片2的长度为350～380mm，宽度为50～70mm，厚度为15～25mm。所述的搅拌棒4长度为2500mm～2700mm；所述的搅拌头1直径为600～700mm。

上述一种用于电石锅余热回收的搅拌装置应用于加快电石锅余热回收，具体为：

所述的搅拌装置位于电石锅余热回收的隧道窑装置高温室内，一组为10套，与隧道窑内出窑一次的10口电石锅对应。

首先，当一组电石锅到达隧道窑装置高温室内，全部停稳后，水平桁架7在升降桁架8的轨道内向右滑移，直至中心搅拌叶片2停在电石锅的左侧偏心上方，偏心距为200～300mm；这时隔热层5位于水平桁架7的中心，随后升降桁架8在竖直桁架9的轨道内向下滑移，带动水平桁架上的搅拌棒向下滑移，直至中心搅拌叶片底端到达整个电石锅深度的五分之三处；此时，连接杆与圆盘传动装置接通，解除升降桁架对水平桁架的控制，通过pid控制系统，由热电偶测得的触点温度推测出搅拌叶片的外壁面温度，当壁面温度升高至1700℃～1800℃以上时，由电机带动的圆盘传动装置启动，连接杆带动隔热层做圆周运动，最终使搅拌叶片在锅内做圆周运动实现搅拌；充分搅拌后，温度降至略大于电石粘结温度(1100℃～1200℃)时，控制系统将电信号反馈给传动装置，圆盘传动装置停止，然后由升降桁架带动水平桁架缓慢向上滑移；为了避免传动装置长时间处于高温烘烤下出现的机械故障，最后还需使水平桁架在升降桁架的轨道内向后滑移至初始位置，这时，下一组电石锅已进入隧道窑高温室准备完毕，重复以上操作，如此循环往复。

本发明的有益效果为：1)采用的是一体铸造工艺，省去了需要考虑许多复杂传动问题的麻烦，并提高了强度；2)整个搅拌装置均采用的是中空陶瓷材料，整体较轻，耐高温，导热性能相对较差，传动装置不易发生因温度过高而产生的机械故障；3)搅拌叶片的形状为尖叶形，不仅在搅拌时不易触碰电石锅壁面，充分提高换热系数，同时在拿出时不易粘结和带出熔融电石，提高了余热回收效率。

附图说明

图1为本发明装置俯视图；

图2为本发明装置前视图；

图3为本发明装置的搅拌叶片形状图。

图中：1搅拌头；2搅拌叶片；3热电偶；4搅拌棒；5隔热层；6圆盘传动装置；7水平桁架；8升降桁架；9竖直桁架；10连接杆；11中空中心叶片尾端。

具体实施方式

一种用于电石锅余热回收的搅拌装置，位于电石锅余热回收的隧道窑装置高温室内，一组为10套，与隧道窑内出窑一次的10口电石锅对应。包括搅拌头1、搅拌叶片2、热电偶3、搅拌棒4、隔热层5、圆盘传动装置6、水平桁架7、升降桁架8、竖直桁架9和连接杆10。搅拌叶片2位于搅拌头1的正下方，隔热层5连接搅拌棒4、水平桁架7和连接杆10，水平桁架7在升降桁架8轨道内可以做水平运动，连接杆10可以相对圆盘传动装置6做自身圆周运动，水平桁架7保证搅拌棒4水平向右的同时，搅拌棒4做圆周运动；搅拌棒4和搅拌头1均为圆柱形，采用一体铸造工艺无缝连接搅拌棒4、搅拌头1和搅拌叶片2，保证在高温条件下装置强度，也避免连接件高温变形导致的机械故障；搅拌棒4、搅拌头1和搅拌叶片2均为中空陶瓷材料，可以耐受熔融电石的超高温度，且保温好，移出时冷却慢，不易粘结；热电偶3由中空的搅拌棒4进入，依次延伸至中空中心搅拌头1、中心搅拌叶片2和中空中心叶片尾端11中，用来监测电石锅内温度分布，确保搅拌装置从电石锅中移出时不发生电石粘结。

上述一种搅拌装置应用于加快电石锅余热回收，具体为：

首先当一组电石锅到达隧道窑装置高温室内，全部停稳后，水平桁架7在升降桁架8的轨道内向右滑移，直至中心搅拌叶片2停在电石锅的左侧偏心上方，偏心距为250mm；这时隔热层5位于水平桁架7的中心，随后升降桁架8在竖直桁架9的轨道内向下滑移，带动水平桁架7上的搅拌棒4向下滑移，直至中心搅拌叶片2底端到达整个电石锅深度的五分之三处；此时，连接杆10与圆盘传动装置6接通，解除升降桁架8对水平桁架7的控制，通过pid控制系统，由热电偶3测得的触点温度推测出搅拌叶片2的外壁面温度，当壁面温度升高至1800℃时，由电机带动的圆盘传动装置6启动，连接杆10带动隔热层5做圆周运动，最终使搅拌叶片2在锅内做圆周运动实现搅拌；充分搅拌后，温度降至略大于电石粘结温度1100℃时，控制系统将电信号反馈给传动装置，圆盘传动装置6停止，然后由升降桁架8带动水平桁架7缓慢向上滑移；为了避免传动装置长时间处于高温烘烤下出现的机械故障，最后还需使水平桁架7在升降桁架8的轨道内向后滑移至初始位置，这时，下一组电石锅已进入隧道窑高温室准备完毕，重复以上操作，如此循环往复。