[发明专利]一种扩径式低阻高效旋风筒

说明书

本发明涉及新型干法水泥熟料生产设备，具体公开了一种扩径式低阻高效旋风筒，包括具有进风口的涡壳，位于涡壳的下方并依次设置的圆柱体段、扩径段和锥体段，设置于所述涡壳绕包中心的内筒，所述内筒的上端延伸至涡壳外并形成有出风口，锥体段的下方设置有下料口；其中，扩径段包括与圆柱体段下端连接的扩径段上壁和与锥体段上端相连的扩径段柱体；其中，扩径段柱体的内径大于圆柱体段内径；扩径段柱体的高度至少是圆柱体段内径的0.1倍；扩径段上壁与水平面的夹角介于0°～70°之间且不为0°。本扩径式低阻高效旋风筒采用“独特的柱体扩径结构”，比传统的旋风筒分离效率提高1‑3％，压损系数比传统旋风筒降低15～30％。

技术领域

本发明涉及新型干法水泥熟料生产设备，具体地，涉及一种扩径式低阻高效旋风筒。

背景技术

水泥生产过程是一个高能耗过程，当前水泥工业发展急需解决的技术问题是节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳动生产率，走可持续发展的道路。新型干法水泥窑烧成技术的熟料烧成部分主要由以下几个方面组成：预分解系统(多级旋风筒的预热器)；窑外预分解技术(分解炉)；熟料煅烧技术(回转窑)；熟料冷气技术(冷却机)。

熟料生产过程：按照一定比例配制的物料由预热器顶部喂入，经旋风预热器预热后进入分解炉，在其中分解后入回转窑进行煅烧，之后进入篦式冷却机冷却，最后得到我们所需要的熟料。

我们研究发现降低水泥烧成系统电耗和热耗的关键在于减少水泥烧成系统的物料内循环和物料外循环，提高系统换热效率，较小阻力损失。传统旋风筒设计过程中，主要通过增加风速来提高气固分离效率，但这种方法在提高风速的同时势必引起系统阻力的上升，增加系统能耗。因此，若是能够在旋风筒结构形式方面进行优化，提高其分离物料的效率，将对水泥生产过程中的节能、降耗具有重大意义。

发明内容

本发明就是基于上述的技术现状，我们利用CFD模型试验，深入分析了旋风筒内气体运动的特点，通过优化旋风筒结构形式，降低系统阻力，提高气固分离效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种扩径式低阻高效旋风筒，包括具有进风口的涡壳，位于涡壳的下方并从上到下依次设置的圆柱体段、扩径段和锥体段，还包括设置于所述涡壳绕包中心的内筒，所述内筒的上端延伸至涡壳外并形成有出风口，锥体段的下方设置有下料口；其中，扩径段包括与圆柱体段下端连接的扩径段上壁和与锥体段上端相连的扩径段柱体；其中，扩径段柱体的内径d2大于圆柱体段内径d1；扩径段柱体的高度h5至少是圆柱体段内径d1的0.1倍；扩径段上壁与水平面的夹角β介于0°～70°之间且不为0°。

优选地，扩径段柱体的内径d2为圆柱体段内径d1的1.1～1.3倍；扩径段柱体的高度h5是圆柱体段内径d1的0.1～1倍；涡壳上端距锥体段下端的总长度h为圆柱体段内径d1的2.5～3.5倍。

优选地，扩径段上壁与水平面的夹角β为35°～60°。

优选地，内筒内径d0为圆柱体段内径d1的0.45～0.55倍。

优选地，涡壳顶部距内筒下端的长度h1为涡壳高度h2的0.95-1.15倍。

优选地，下料口的内径d4为圆柱体段内径d1的0.1-0.3倍。

优选地，锥体段外壁与水平面的夹角α为55°～70°。

优选地，进风口为切角矩形形成的五边形结构；进风口的宽度为1250mm-1750mm。

优选地，圆柱体段内径d1为3500mm～5500mm。

优选地，涡壳的绕包角度为240°-300°。