篦冷机充气梁设置排灰阀的设想

崔 雷

中建材（合肥）热工装备科技有限公司，安徽 合肥 230000

篦冷机充气梁设置排灰阀的设想

崔 雷

中建材（合肥）热工装备科技有限公司，安徽 合肥 230000

第三代篦冷机的前端除采用风室供风外，还采用了冷却效果更好的充气梁供风方式，能更好地冷却熟料。但是，一旦充气梁和通风管道积灰严重，堵塞风道，就会影响通风，使冷却效果大打折扣。在研究风压、积灰量以及弹簧三者的基础上，设计一种简易的排灰装置——充气梁排灰阀，在充气梁和通风管道内积灰到一定程度时，阀板自动打开清灰，清灰完成后阀板自动复位，以此达到及时清灰的目的。

篦冷机 充气梁 积灰 排灰阀

0 引言

为了提高第三代充气梁篦冷机对熟料的冷却效果，我们在一段篦床上采用了充气梁供风方式。其中固定式充气梁的供风是通过固定式分配风管实现篦板供风；活动式充气梁的供风方式多样，主要通过活套式分配风管、关节式活动风管和金属挠性软连接风管实现对篦板的供风。不管哪一种供风方式，正确合理的使用都可以有效地改善对熟料的冷却效果。然而现实普遍存在的情况是多数充气梁内供风不畅，篦板通风效果差，甚至因为局部高温，出现充气梁变形和掉篦板现象，导致设备损坏，停机停窑，严重影响了水泥厂的正常生产和运行。究其原因是充气梁内不断产生的积灰堵塞供风管道造成的。如何及时清除风管内的积灰，保证充气梁的通风效果，这是水泥厂和设计单位亟待解决的问题。本文就此问题，提出了篦冷机充气梁设置排灰阀的设想。

1 第三代充气梁篦冷机存在的问题

第三代充气梁篦冷机前段设置充气梁，充气梁的两端是由钢板加工成的密闭空间，用于对篦床两侧的熟料提供高压风，达到对特定区域熟料的冷却目的。由于篦板的相对运动，熟料小颗粒容易从篦缝流入充气梁的密闭空间内，从而堵塞充气梁和供风管道，影响熟料的冷却效果。高温熟料甚至会烧掉充气梁，使充气梁扭曲变型，严重时将威胁整个活动框架的运行。

由于充气梁和风管都是密闭的，检查起来很麻烦，基本上靠敲击听声音，判断有无积灰。清理积灰必须要停止风机，甚至要停止篦床进入风室，将充气梁或者风管割开一个口子由人工清灰，如果熟料温度很高，则危险性很大。虽然问题可以解决，但耗时耗力，经济损失大，且检修环境差，不利于工人的健康。因此，如何安全、及时地排出充气梁中的积灰是保证熟料冷却效果的关键。

2 充气梁排灰阀的探讨研究

针对这一情况，拟定在充气梁和通风管道容易积料的地方设置排灰阀，如图1在充气梁和风管容易积灰的地方做一个积灰槽。在积灰槽底部开圆孔，在积灰槽中间焊上一根圆钢作为导向滑杆，其上加一个高强拉伸弹簧（要求耐高温，弹性系数大），弹簧外加钢丝伸缩套管，套管上下口分别于弹簧的上下端栓紧，防止物料进入卡住弹簧。弹簧下方连接一个圆形钢板作为阀板，正常情况下弹簧拉紧，阀板被弹簧拉紧密封住圆孔，在平时篦床运行和正常风压下，阀板始终处于关闭状态。当积灰不断增加，积灰的重量对阀板产生的压力不断增加，当积灰的重量和内外压差对阀板的作用力之和大于弹簧的预紧力时，弹簧拉伸，阀板打开，积灰被高压风吹出，然后阀板在弹簧的拉力下回到原来的位置重新堵住圆孔。

如图1所示，高压风通过风管进入充气梁，物料从篦床上流下来，被高压风吹到积灰槽中，不断积累，即使积灰槽完全堵住也不会影响到高压风的流动，当积灰槽中的积灰达到一定程度时就会排出积灰。因为有了排灰阀的及时清灰，充气梁和通风管道就不易被堵住，从而达到良好的排灰、通风的目的。

图1 充气梁排灰阀

为了使阀板密封良好、清灰顺畅，设计排灰阀如图1。排灰阀有调节螺母1、垫片2、导向滑杆3、钢丝伸缩套管4、拉伸弹簧5、阀板6、壳体7和截止螺母8组成。拉伸弹簧的下端与阀板焊接，上端加工成螺纹形成螺杆，旋转螺杆端的调节螺母1即可调整弹簧的预紧力（预紧力可以用风机向供风管道提供的最大风压为依据计算得到）；导向滑杆上端焊在壳体上，下端穿过阀门，末端攻丝拧上一螺母用于截止阀板，防止阀板脱离滑杆。

3 充气梁排灰阀的受力分析

影响排灰阀设计的因素有很多：风机最大额定压力P1、风室内的压力P2、阀门的上表面面积S1、阀门的下表面面积S2、拉伸弹簧的弹性系数、积料槽的容积V、积灰的密度为ρ等。有了这些参数，我们就可以对阀门进行受力分析，以此来优化这些参数。

我们设定风管内风压对阀门的压力为F1=P1S1，弹簧预紧力为F2=k△x(△x为弹簧变形量)，阀板自身重量为G1=mg（m为阀板质量），积灰重量G2=ρvg，风室内的风压对阀板的压力为F3=P2S2。在积灰槽没有灰的时候，阀板承受的力只来自阀板自身重量G1、风管风压对阀门产生的力F1、拉伸弹簧的预紧力F2以及风室内的风压对阀板的压力F3，此时应该保证G1+F1＜F2+F3，这样阀板始终处于闭合状态，整个充气梁不会漏风。在积灰槽内填满积灰时，此时G1+F1+G2＞F2+F3，阀板在风管压力和积灰的作用下打开清灰。随即风管压力F1和积灰重量G2减小，当G1+F1+G2＜F2+F3时，阀板在弹簧拉力下重新闭合。

4 结束语

本文提出的这种排灰阀模型结构简单，安装方便，可以用于各种充气梁及供风管道上，能够实现对充气梁内积灰的及时清除，保证供风管道通风顺畅，不需要电能等其它能量，纯机械调节，经久耐用。由于本人知识有限，该排灰阀模型的结构设计和理论计算还需要通过不断的实验加以改进，望各位读者提出宝贵意见，以期将此排灰阀早日用到实际生产中去。

2015-06-05）

TQ172.622.4

B

1008-0473(2015)05-0039-02

10.16008/j.cnki.1008-0473.2015.05.012