專利名稱：一種帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高爐熱風爐用的一種帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚。
背景技術(shù)：
熱風爐格子磚是作為蓄熱-傳熱介質(zhì)用于熱風爐中的重要材料，它通過格孔與氣流間的換熱與自身的質(zhì)量，在一個周期性的熱交換過程中完成熱能的吸收與放出，有效地將高溫煙氣的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦郀t熱鼓風的熱量。在格子磚的使用實踐中，不同孔徑、不同形狀的格子磚不勝枚舉，其目的不外是選擇孔徑增強氣流與格孔間的換熱、選擇合理的孔間距以減小傳導(dǎo)熱阻和留下合理的實體以保證充足的熱容。從結(jié)構(gòu)上講，組合成蓄熱體的格子磚的上下通暢的格孔是用來完成氣流與格子磚之間的熱量交換的。但由于各種誤差會導(dǎo)致組合格孔通道并不暢通，這勢必影響換熱效果與增加流動阻力，其次蓄熱室的截面積通常較大，從燃燒器進入的氣流分布難以均勻，而從冷風室進入蓄熱體下部的氣流分布就更是·做不到均勻。為此，提高格子磚堆放后格孔的通孔率，以及造成格孔與格孔之間的一定程度的相互串通就成為改進格子磚的方向。
發(fā)明內(nèi)容從上述可知，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實用新型的目的在于提供一種帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，可有效解決格子磚通孔率低，熱交換能力差的問題。本實用新型解決的技術(shù)方案是，六棱柱體兩端面上有上、下連通的按正三角形排列的格孔(又稱通孔)，下端面上有正六邊形的環(huán)形凹槽和定位用的凹槽，上端面上有與凹槽上、下相對應(yīng)的凸塊，六棱柱體的外壁呈平面狀，構(gòu)成帶環(huán)形凹槽的格子磚，多塊帶環(huán)形凹槽的格子磚堆放在一起，每三塊中心連線呈等邊三角形的帶環(huán)形凹槽的格子磚的上面對中放置一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的六個側(cè)面分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的2個對應(yīng)的側(cè)面相平行，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凹槽分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凸塊相互咬合，下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚之間的縫隙間距為格孔直徑的O. 5-1. O倍。由于六棱柱體的側(cè)邊沒有開設(shè)對應(yīng)的半圓孔和1/3圓孔，而是一個平面，當格子磚相互錯位堆砌之后就沒有縫隙；為此，以格子磚相互堆砌后保留足夠的縫隙，設(shè)計相鄰兩個六棱柱側(cè)面之間的距離為格孔直徑的O. 5-1. O倍(格孔直徑大時，相鄰的帶環(huán)形凹槽的格子磚之間的縫隙間距取小值，格孔直徑小時，相鄰的帶環(huán)形凹槽的格子磚之間的縫隙間距取大值)，于是當格子磚錯位堆放之后恰好使得格子磚中部沒有互通的格孔相互串通，且還與格子磚的環(huán)形凹槽相通。這樣格子磚間的縫隙不僅起到調(diào)節(jié)其自身體積膨脹的功能，也能發(fā)揮其加強格孔互通和增強傳熱的作用，結(jié)構(gòu)更加簡單、制作更為方便，采用這樣的格子磚與格子磚錯位排列堆放的方式，除有效保證了堆放的穩(wěn)定性外，更好地加強了從上到下的格孔間的氣流互通，從而有效地調(diào)節(jié)氣流的壓力分布，實現(xiàn)格子磚蓄熱體中氣流流動的均勻性。由于氣流流場在這種格子磚堆砌體中流動要比其它結(jié)構(gòu)的格子磚中的分布上更加均勻，流型上更加復(fù)雜，因而蓄熱體的有效利用率得到提高，氣流與格孔間的傳熱得到加強。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)仰視圖。圖4為本實用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖5為本實用新型的堆砌示意圖。圖6為本實用新型圖2的A-A向結(jié)構(gòu)剖視圖。圖7為本實用新型圖2的B-B向結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的說明。由圖I 圖7給出，本實用新型的結(jié)構(gòu)是，六棱柱體I兩端面上有上、下連通的按正三角形排列的格孔2，下端面上有正六邊形的環(huán)形凹槽3和定位用的凹槽4，上端面上有與凹槽4上、下相對應(yīng)的凸塊5，六棱柱體的外壁呈平面狀，構(gòu)成帶環(huán)形凹槽的格子磚，多塊帶環(huán)形凹槽的格子磚堆放在一起，每三塊中心連線呈等邊三角形的帶環(huán)形凹槽的格子磚的上面對中放置一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的六個側(cè)面分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的2個對應(yīng)的側(cè)面相平行，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凹槽分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凸塊相互咬合，下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚之間的縫隙6間距為格孔直徑的O. 5-1. O倍。所述的格孔2有37個,截面為圓形或六邊形,直徑為15mm-22mm,孔體為圓筒形或錐形；所述的環(huán)形凹槽3由六棱柱體下端面上連接外圈18個格孔的第一六邊形環(huán)線和第一六邊形環(huán)線內(nèi)側(cè)連接12個格孔的第二六邊形環(huán)線構(gòu)成，第一六邊形環(huán)線和第二六邊形環(huán)線上的30個格孔能相互串通，截面呈倒梯形，深度為20mm ;所述的凹槽4的結(jié)構(gòu)是，以與六棱柱體的棱角相對應(yīng)，從外向內(nèi)第二個格孔為中心，連接第二個格孔四周的六個格孔中心線構(gòu)成六邊形的凹槽，凹槽與環(huán)形凹槽3部分重疊，環(huán)形凹槽3與凹槽4組合在一起構(gòu)成帶有三個向內(nèi)突出的環(huán)形槽；所述的凸塊5形狀為六邊形的凸臺，凸塊頂面的面積小于凹槽4底面的面積，底面的面積小于凹槽開口面的面積，上、下兩塊六棱柱體堆放在一起，上方六棱柱體的凹槽4與下方六棱柱體的凸塊5的相接合；所述的凹槽4與凸塊5還可呈上、下相交錯布置，相交錯的角度為60°。本實用新型的外形是兩端平行的正六棱柱，兩端面之間開有按正三角形排列的通孔，孔形為錐形，也就是一個端孔徑大而另一個端孔徑小，在端面上完整地開孔數(shù)目為37個，這就是通常說的37孔格子磚。對于37孔格子磚，除中心格孔之外，連接其周圍的六個格孔的中心線可構(gòu)成第三正六邊形環(huán)(又稱第三六邊形環(huán)線)，其外周的12個格孔可連成第二正六邊形環(huán)(又稱第二六邊形環(huán)線)，再外周的18個格孔可連成第一正六邊形環(huán)(又稱第一六邊形環(huán)線)，這樣就組成了 37個完整格孔加上堆砌后足夠?qū)挼倪吙p，一塊格子磚有效流通面積就是37個孔面積和六棱柱間的縫隙面積，而傳熱面積就是其對應(yīng)的孔壁面，和棱柱的六個側(cè)面積，37孔格子磚的六邊形的環(huán)形凹槽就是設(shè)置在第二六邊形環(huán)線與第三六邊形環(huán)線之間，其槽口寬度為兩層格孔中心線的寬度，其槽底寬度為兩層格孔孔邊之間的寬度，這樣就使兩環(huán)的30個格孔能相互串通起來，其截面呈倒梯形狀。當格子磚相互堆砌或碼放組成蓄熱體時，定位是采用正三角形布置的凸塊與凹槽的相互配合，凸塊與凹槽的截面為正六邊形，凹槽是開口面大而底面小，凸塊是頂面小而底面大；為了凹槽與凸塊之間的配合，凹槽的底面要大于凸塊的頂面，而凹槽的開口面要大于凸塊的底面。由于定位的三個凸塊和凹槽的位置是以第二六邊形環(huán)線頂角的格孔為中心，以環(huán)繞在第二六邊形環(huán)線頂角的格孔外周的六個孔的中心連線為基準設(shè)置，因而三個定位的凹槽的部分是與環(huán)形凹槽重疊的。由于格子磚是采用一種堆放形式放置在蓄熱室中的，為了堆放的穩(wěn)定性，這里采用凡三塊拼接格子磚的上面對中放置一塊格子磚，其六個側(cè)面分別與下面三塊格子磚的2個對應(yīng)的側(cè)面相平行，這也就是下一層磚與上一層磚的堆放是按這種錯位方式放置的，而 堆放的定位是由凸塊與凹槽的相互咬合而實現(xiàn)的。具體實施時，格子磚將按上述方式堆砌在熱風爐中，在燃燒周期煙氣流將進入格子磚組成的蓄熱體，此時格孔相互串通的凹槽以及格子磚之間的較大的縫隙會使得通過相鄰格孔的氣流的壓力逐步趨于平衡，對應(yīng)的速度分布就會逐步變得均勻。由于凹槽、錐形格孔、以及格子磚間的縫隙的共同作用，不僅提高了格子磚的通孔率，而且會產(chǎn)生一種復(fù)雜的管槽內(nèi)流動模式，除有助于調(diào)節(jié)氣流壓力和均勻流速外，還會使得煙氣中的粉塵因慣性力作用而向格孔中心部位集中，以保證其順利進入下層格子磚孔，避免凹槽中粉塵的堆積與粘結(jié)；同時，這種復(fù)雜的流態(tài)也使其與格孔之間的對流換熱過程得以強化。在送風周期使用這種帶環(huán)形凹槽的格子磚，其作用尤為突出。由于受到結(jié)構(gòu)限制在冷風送入熱風爐的過程中，冷風室根本起不到均勻氣流分布的作用，當不均勻氣流從下部進入格子磚之后，只能經(jīng)過格子磚的凹槽互通而產(chǎn)生復(fù)雜的混合流動而將蓄熱體斷面上的氣流分布逐步地變得均勻，從而提高格子磚的利用率和增強氣流與格子磚之間的傳熱。這樣無論在送風周期還是在燃燒周期，帶環(huán)形凹槽的格子磚都能在改變氣流分布的基礎(chǔ)上使之得到充分而有效的利用和發(fā)揮其強化傳熱的作用。本實用新型提出了一種六棱柱端面上開設(shè)環(huán)形凹槽和側(cè)面留有堆砌寬縫的格子磚，以實現(xiàn)格子磚組成的熱風爐蓄熱體中格孔氣流充分互通的結(jié)構(gòu)，借助于環(huán)形凹槽以及堆砌邊縫實現(xiàn)格孔間氣流的互通；使用這種格子磚，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制作，能在保證通孔率的前提下，充分實現(xiàn)對氣流的調(diào)壓均流作用和改善氣流與格孔壁面之間的傳熱效果。
權(quán)利要求1.一種帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，六棱柱體(I)兩端面上有上、下連通的按正三角形排列的格孔(2)，其特征在于，下端面上有正六邊形的環(huán)形凹槽(3)和定位用的凹槽(4)，上端面上有與凹槽(4)上、下相對應(yīng)的凸塊(5)，六棱柱體的外壁呈平面狀，構(gòu)成帶環(huán)形凹槽的格子磚，多塊帶環(huán)形凹槽的格子磚堆放在一起，每三塊中心連線呈等邊三角形的帶環(huán)形凹槽的格子磚的上面對中放置一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的六個側(cè)面分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的2個對應(yīng)的側(cè)面相平行，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凹槽分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凸塊相互咬合，下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚之間的縫隙(6)間距為格孔直徑的.O.5-1. O 倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，其特征在于，所述的格孔(2)有37個，截面為圓形或六邊形，直徑為15mm-22mm，孔體為圓筒形或錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，其特征在于，所述的環(huán)形凹槽(3)由六棱柱體下端面上連接外圈18個格孔的第一六邊形環(huán)線和第一六邊形環(huán)線內(nèi)側(cè)連接12個格孔的第二六邊形環(huán)線構(gòu)成，第一六邊形環(huán)線和第二六邊形環(huán)線上的30個格孔能相互串通，截面呈倒梯形，深度為20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，其特征在于，所述的凹槽(4)的結(jié)構(gòu)是，以與六棱柱體的棱角相對應(yīng)，從外向內(nèi)第二個格孔為中心，連接第二個格孔四周的六個格孔中心線構(gòu)成六邊形的凹槽，凹槽與環(huán)形凹槽(3)部分重疊，環(huán)形凹槽(3)與凹槽(4)組合在一起構(gòu)成帶有三個向內(nèi)突出的環(huán)形槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，其特征在于，所述的凸塊(5)形狀為六邊形的凸臺，凸塊頂面的面積小于凹槽(4)底面的面積，底面的面積小于凹槽開口面的面積，上、下兩塊六棱柱體堆放在一起，上方六棱柱體的凹槽(4)與下方六棱柱體的凸塊(5)的相接合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，其特征在于，所述的凹槽(4)與凸塊(5)還可呈上、下相交錯布置，相交錯的角度為60°。
專利摘要本實用新型涉及帶環(huán)形凹槽的寬堆砌縫隙的37孔格子磚，可有效解決格子磚通孔率低，熱交換能力差的問題，六棱柱體兩端面上有格孔，下端面上有環(huán)形凹槽和凹槽，上端面上有凸塊，六棱柱體的外壁呈平面狀，構(gòu)成帶環(huán)形凹槽的格子磚，多塊帶環(huán)形凹槽的格子磚堆放在一起，每三塊中心連線呈等邊三角形的帶環(huán)形凹槽的格子磚的上面對中放置一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的六個側(cè)面分別與下面的三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的2個對應(yīng)的側(cè)面相平行，對中放置的一塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凹槽與下面三塊帶環(huán)形凹槽的格子磚的凸塊相咬合，本實用新型不僅能調(diào)節(jié)其自身體積膨脹，也能加強格孔互通和增強傳熱，結(jié)構(gòu)簡單、制作方便。
文檔編號C21B9/02GK202730163SQ20122037765
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者陳云鶴, 楊海濤, 趙迪怡 申請人:陳維漢