專利名稱：渦流探測器支撐件和包括這種支撐件的旋流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來將渦流探測器固定在旋流器的入口區(qū)域中的渦流探測器支撐件，該旋流器包括從入口區(qū)域弓I出的廢氣導(dǎo)管。此外，本發(fā)明涉及一種具有這種渦流探測器支撐件的旋流器。
背景技術(shù)：
旋流器(cyclone)是用于諸如礦石的固體的處理的離心分離器，該離心分離器例如布置在流化床反應(yīng)器的下游，以便從廢氣流分離固體。這種反應(yīng)器的廢氣部分地具有超過1000°c的溫度。除了廢氣流中夾帶的固體引起的研磨應(yīng)力外，旋流器及其部件還暴露到聞的熱應(yīng)力。渦流探測器是例如耐高溫的鋼的管，該管通常從上方居中地延伸到旋流器的入口 柱(入口區(qū)域)中，并且被從固體釋放的廢氣通過該管從位于入口氣缸下方的旋流器的圓錐形區(qū)域被引入廢氣導(dǎo)管中。在用于固體的處理的布置在流化床反應(yīng)器的下游的旋流器中，渦流探測器可以具有數(shù)米的長度和數(shù)百公斤的重量。由于除了重量載荷外，高的動態(tài)載荷也由于廢氣流而作用在渦流探測器上，因此必須高度要求浸沒管支撐件，即渦流探測器的固定裝置。為了這個目的，至今已知將保持器安裝在旋流器的片材金屬殼體上，以借助旋流器的耐熱內(nèi)部襯里保護保持器，并且因此從這些保持器懸掛渦流探測器。由于高的應(yīng)力，在長期的操作期間，可能發(fā)生渦流探測器支撐件的故障，使得渦流探測器支撐件必須被更換(如果有必要)。因此在已知的渦流探測器支撐件中，要求每一個保持器必須從旋流器襯里的耐熱混凝土榫接出(mortise out)并且由新的保持器代替。這涉及相當大量的工作,例如因為必須在旋流器中建立腳手架，以便能夠在旋流器的頂工作。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種如上面提及的改進的渦流探測器支撐件，該渦流探測器支撐件在操作中提供監(jiān)視，可以以小的工作被更換并且具有增加的壽命。根據(jù)本發(fā)明，這個目的基本上被實現(xiàn)，其中渦流探測器支撐件包括與渦流探測器相關(guān)聯(lián)的套管形支撐元件，該套管形支撐元件具有至少一個橫向安裝孔；包圍支撐元件的環(huán)；和至少一個螺栓，該至少一個螺栓延伸穿過環(huán)的橫向開口和支撐元件的安裝孔，以便將環(huán)與支撐元件連接，其中支撐元件可以布置在廢氣管內(nèi)。所述至少一個螺栓可以基本上徑向地延伸穿過環(huán)的開口進入由環(huán)限定的空間中，其中徑向地位于環(huán)內(nèi)的螺栓的區(qū)域延伸到徑向地布置在環(huán)內(nèi)的支撐元件的安裝孔中。在原理上，環(huán)可以構(gòu)成單獨的部件，該單獨的部件可以以包圍廢氣導(dǎo)管的方式放置到旋流器上，使得廢氣導(dǎo)管位于環(huán)和支撐元件之間。在廢氣導(dǎo)管已經(jīng)由合適的、特別地金屬的材料構(gòu)成且/或在旋流器附近具有對應(yīng)的殼體的情況下，單獨的環(huán)可以被省去或者可以是廢氣導(dǎo)管的組成部分，其中螺栓穿過氣體導(dǎo)管的片材金屬殼體中的至少一個開口。
本發(fā)明的重要方面在于，渦流探測器支撐件不再完全固定在旋流器內(nèi)，而是大部分布置在旋流器外部。因此，渦流探測器支撐件的重要部分不再直接暴露到旋流器的機械和熱載荷。此外，渦流探測器支撐件的更換性被改進，因為可從旋流器外部接近該渦流探測器支撐件，使得渦流探測器支撐件的更換不再必須在旋流器內(nèi)進行。根據(jù)本發(fā)明的渦流探測器支撐件的基本原理，優(yōu)選多個螺栓從外部延伸通過可以是廢氣導(dǎo)管的一部分的環(huán)，進入渦流探測器或其支撐元件，并且因此將渦流探測器懸掛在廢氣管道中。這將渦流探測器支撐件實現(xiàn)為簡單且穩(wěn)固的構(gòu)造，該渦流探測器支撐件可以以低的成本被制造并且可以容易地且以可以容易接近的方式被安裝和拆卸。本發(fā)明的渦流探測器支撐件的另一優(yōu)點在于，渦流探測器的懸掛是很大程度上沒有力矩的，由于除了重力，沒有載荷必須被渦流探測器的基體吸收，只要在旋流器的操作期間不存在另外出現(xiàn)的載荷。根據(jù)本發(fā)明，支撐元件被理解為套管形部件，該套管形部件可以作為單獨的部件與渦流探測器連接或者與渦流探測器成一體地形成。在后者情況中，例如，渦流探測器的上端部形成支撐元件，在該支撐元件中形成至少一個安裝孔。與渦流探測器其余部分相比，支撐元件可以具有較大的壁厚度，以便補償支撐元件中的至少一個安裝孔引起的局部弱化，并且通過至少一個螺栓保證渦流探測器的安全懸掛。通過相應(yīng)的尺寸設(shè)計，一個螺栓可能 在原理上足以用來固定渦流探測器，但為了穩(wěn)定的支撐，至少三個螺栓是優(yōu)選的。螺栓的數(shù)量也主要取決于渦流探測器直徑，并且因此取決于渦流探測器重量，但也取決于最大可容許操作溫度和相關(guān)材料強度。對于渦流探測器的無力矩懸掛，優(yōu)選的是，螺栓特別地均勻地分布在環(huán)或支撐元件的周邊周圍。這可以是例如六個或八個螺栓。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，至少一個螺栓在其徑向地位于環(huán)外部的側(cè)部上與蓋剛性連接，因此該蓋以可釋放的方式與環(huán)連接。環(huán)上的蓋的可釋放性允許螺栓的快速更換。該蓋用于將作用在螺栓上的力和力矩引入到環(huán)和/或廢氣導(dǎo)管中。為了蓋與其余螺栓的剛性連接，例如，可以焊接其。當環(huán)與至少從該開口向外延伸的管剛性連接時，該管以可釋放的方式與螺栓連接，該螺栓可以特別容易地并且以可從外部容易地接近的方式連接到環(huán)。此外，這種設(shè)計提供螺栓和環(huán)之間的短的力通量。該管可以被焊接到環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施例，該管包括凸緣，該凸緣以可釋放的方式在管從環(huán)突出的端部與螺栓的蓋連接。對于可釋放的連接，管的凸緣可以例如螺釘連接到螺栓的蓋。在安裝的狀態(tài)中，螺栓因此與環(huán)或旋流器及其外側(cè)上的其廢氣導(dǎo)管牢固地連接，并且為了渦流探測器的連接，螺栓的內(nèi)部自由端部突出到其安裝孔中。這允許螺栓和渦流探測器的不受阻礙的熱膨脹變?yōu)榭赡?。根?jù)另外實施例，在螺栓和包圍螺栓的管之間沿螺栓的徑向方向至少部分地設(shè)置間隙。因此，螺栓不完全靠在管的內(nèi)部上，使得力或力矩吸收不是由伸縮地一個在另一個內(nèi)的螺栓和管實現(xiàn)。渦流探測器支撐件的這種構(gòu)造使得螺栓例如具有近似矩形的橫截面。螺栓可以提供用于渦流探測器的充分大的支撐表面，并且也可以通過將兩個U型部分彼此焊接以非常堅固且簡單的方式被制造。然而，例如，管可以設(shè)計成圓柱形。這允許絕緣材料布置在螺栓和管之間，這最小化管和環(huán)的熱應(yīng)力。替代地或另外地，螺栓的內(nèi)部也可以填充有絕緣材料。優(yōu)選地，螺栓的內(nèi)部填充有絕緣混凝土，其中螺栓的徑向內(nèi)側(cè)可以另外設(shè)置有腐蝕保護件。管和螺栓之間的空間例如可以填充有礦物棉。為了提高本發(fā)明的渦流探測器支撐件的強度，該渦流探測器支撐件可以設(shè)置有冷卻設(shè)備。例如，冷卻裝置可以配置在螺栓內(nèi)，使得螺栓可以制造成具有較差的高溫耐受性并且因此由較廉價的材料制成。渦流探測器支撐件的其它部件也可以設(shè)置有冷卻裝置。由于渦流探測器支撐件的部件的大部分不布置在旋流器內(nèi)，因此這種冷卻最多對通過廢氣導(dǎo)管排出的熱氣體的另外的能量利用具有小的影響。為了監(jiān)視渦流探測器支撐件，可能有利的是，螺栓和/或渦流探測器支撐件的其它部件設(shè)置有傳感器。例如，熱電偶可以布置在螺栓上以便在操作中監(jiān)視材料溫度。此外，可以安裝應(yīng)變計，例如，以便確定作用在支撐件上的力。這些傳感器的測量值也較早地啟示旋流器的其它部件的可能故障。此外，應(yīng)變計可以在組裝期間用于檢測公差和安裝不精確，并且甚至在開始操作前補償公差和安裝不精確。此外，本發(fā)明涉及一種具有這種渦流探測器支撐件的旋流器。特別地，旋流器被提供作為例如用于礦石的熱處理的流化床反應(yīng)器的離心分離器。例如，旋流器包括圓柱形 設(shè)計的入口區(qū)域，供應(yīng)導(dǎo)管切向地通到該入口區(qū)域并且廢氣導(dǎo)管從該入口區(qū)域分出。突出到入口區(qū)域中的渦流探測器通到廢氣導(dǎo)管。渦流探測器在旋流器的入口區(qū)域中的連接被實現(xiàn)，其中從外部包圍旋流器的廢氣導(dǎo)管的環(huán)布置在入口區(qū)域上或其自身是廢氣導(dǎo)管的一部分。所述至少一個螺栓延伸穿過環(huán)的開口，并且穿過廢氣導(dǎo)管的壁進入渦流探測器的支撐元件的安裝孔，該渦流探測器的支撐元件布置在環(huán)內(nèi)并且在廢氣導(dǎo)管內(nèi)。


下面將參考附圖并且通過實施例詳細說明本發(fā)明。描述且/或示出的所有特征本身形成本發(fā)明的主題，而與它們包括在權(quán)利要求中或它們的回引無關(guān)。在示意圖中圖I示出具有本發(fā)明的渦流探測器支撐件的旋流器的一部分的剖視透視圖，圖2示出具有渦流探測器和渦流探測器支撐件的圖I的旋流器的廢氣導(dǎo)管的剖視圖，圖3示出如圖I和2中示出的渦流探測器支撐件的螺栓的透視圖，圖4示出如圖I和2中示出的渦流探測器的透視圖，并且圖5示出根據(jù)另外實施例的渦流探測器支撐件的螺栓的剖視圖。
具體實施例方式圖I示出具有近似圓柱形入口區(qū)域2的旋流器I的上部，用于載有固體的熱廢氣的未示出的供應(yīng)導(dǎo)管通到該入口區(qū)域。廢氣導(dǎo)管3從旋流器I的入口區(qū)域2在圖中近似居中地分出到頂部，渦流探測器4通到該廢氣導(dǎo)管3，該渦流探測器的下端部在該圖中延伸到旋流器I的入口區(qū)域2中。旋流器I和廢氣導(dǎo)管3裝襯有耐熱材料并且渦流探測器4由可以經(jīng)受達到1100°C的溫度的金屬制成。廢氣導(dǎo)管3由外部片材金屬殼體5和內(nèi)部襯里形成，其中片材金屬殼體5也用于連接渦流探測器4。替代地，廢氣導(dǎo)管3可以由單獨的環(huán)從外部包圍。因此，術(shù)語“環(huán)”和“片材金屬殼體”在下面都用于指附圖標記5，該附圖標記5指代可能與廢氣導(dǎo)管或廢氣導(dǎo)管的殼體的區(qū)域連接的環(huán)。
在示出的實施例中，片材金屬殼體5與旋流器I的上頂5a連接。如果必要，可以另外設(shè)置凸緣狀底部，該凸緣狀底部靠在旋流器I的上表面上。此外，肋5b被設(shè)置用于片材金屬殼體5的環(huán)和旋流器頂5a的底部之間的加強。在片材金屬殼體5的環(huán)中，形成多個徑向開口 5c，該多個徑向開口繞周邊均勻地分布。以相同的方式，在廢氣導(dǎo)管3的陶瓷襯里中也設(shè)置通孔，這些通孔至少基本上與環(huán)5的開口 5c —致。旋流器頂也可以設(shè)計為沒有肋的中凹的端部或設(shè)計為圓錐體。在圖中，渦流探測器4在其上端部與支撐元件6連接，該支撐元件構(gòu)成布置在廢氣導(dǎo)管3中的套管。如從圖2的視圖可得到的，支撐元件6的壁厚大于其余的渦流探測器4。與圖I和2中示出的實施例中不同，支撐元件6也可以是渦流探測器4的一體部分。還如圖4中示出的，在支撐元件6中設(shè)置多個安裝孔6a，該多個安裝孔基本上與開口 5c和廢氣導(dǎo)管3中的通孔對齊。在示出的實施例中，圖2和3中詳細地示出的螺栓7延伸穿過開口 5c的每一個，該螺栓從外部延伸穿過開口 5c，通過廢氣導(dǎo)管3的通孔，達到渦流探測器4或支撐元件6的安 裝孔6a。在示出的實施例中，螺栓7具有近似正方形橫截面并且通過將兩個U型部分7a、7b焊接在一起而形成。如圖2中示出的螺栓7的右邊外側(cè)上，螺栓例如通過焊接與蓋7c剛性連接。螺栓7的內(nèi)腔填充有絕緣材料,例如填充有絕緣混凝土 8a。如圖2中示出的左邊內(nèi)側(cè)上，另外設(shè)置腐蝕保護層8b。在示出的實施例中，螺栓7也被絕緣材料(例如，礦物棉8c)部分地包圍。在圖2中，為廢氣導(dǎo)管3的內(nèi)側(cè)另外設(shè)置有絕緣層8d，例如，耐熱襯里。環(huán)或片材金屬殼體5的開口 5c與圓柱形管9連接，該圓柱形管從圖2中的片材金屬殼體5向左伸出和向右延伸出進入廢氣導(dǎo)管3的通孔。管9例如通過焊接與環(huán)或片材金屬殼體5剛性連接。圖2中的左邊外側(cè)上，管9與凸緣9a剛性連接，該凸緣通過多個螺釘10以可釋放的方式與螺栓7的蓋7c連接。因此，渦流探測器4的重力通過螺栓7、其蓋7c和凸緣9a以及管9被引入片材金屬殼體5或可能地被引入單獨的環(huán)。因此，在支撐件的冷的部分中實現(xiàn)力吸收。操作中發(fā)生的熱膨脹在產(chǎn)生熱膨脹的熱的部分中被直接補償。此外，螺栓7可以相對于渦流探測器4運動，這是由于螺栓7僅僅穿過支撐元件6的安裝孔6a。因為渦流探測器和氣體導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)之間的窄的間隙，用于防止渦流探測器滑動脫開保持器的鎖定裝置是不必要的。圖中示出的渦流探測器支撐件的特征不僅在于高的堅固性和簡單且廉價的構(gòu)造，而且特別地提供螺栓7的快速更換。可以從旋流器I的外側(cè)容易地接近該螺栓，并且為了更換螺栓7，僅僅需要釋放螺釘連接件10并且從管9抽出螺栓。因此，與渦流探測器的已知固定裝置相比，這種渦流探測器支撐件增加設(shè)備實用性，這是由于不僅渦流探測器支撐件的故障通過基本上位于廢氣導(dǎo)管3外部的部件而最小化，而且更換渦流探測器4的固定裝置所需的時間和組裝工作的量被減小。示出的渦流探測器支撐件不僅適合于要被新制造的旋流器，而且也可以在已經(jīng)存在的設(shè)備中改型。圖5中示出的螺栓基本上形成為與圖I到4的實施例相同。此外，螺栓7’包括應(yīng)變計11，該應(yīng)變計可用于監(jiān)視渦流探測器支撐件，并且在組裝期間用于渦流探測器的對齊。與應(yīng)變計11連接的導(dǎo)管可以被引導(dǎo)過凸緣9a。在圖5的實施例中，還設(shè)置導(dǎo)管12，熱測量探針可以被引導(dǎo)過該導(dǎo)管。原則上，所有或僅僅單個螺栓可以配備有至少一個傳感器，例如，應(yīng)變計11、熱測量探針或類似物。在螺栓7’的內(nèi)部中，可以設(shè)置例如V形錨固件13，以便將絕緣混凝土 8a和/或腐蝕保護件Sb錨固在螺栓中。附圖標記清單
1旋流器
2入口區(qū)域
3廢氣導(dǎo)管
4渦流探測器
5廢氣導(dǎo)管的環(huán)/片材金屬殼體
Sa環(huán)/旋流器頂?shù)牡撞?b肋
Sc環(huán)或片材金屬殼體中的開口
6支撐元件6a安裝孔7, T螺栓
7a, 7b U型部分
7c蓋
8a絕緣混凝土 Sb腐蝕保護件 8c礦物棉 8d耐熱襯里
9管9a 凸緣10螺釘連接件11應(yīng)變計12導(dǎo)管13錨固件
權(quán)利要求
1.一種用來將渦流探測器(4)固定在旋流器(I)的入口區(qū)域(2)中的渦流探測器支撐件，所述旋流器包括從所述入口區(qū)域(2)引出的廢氣導(dǎo)管(3)，其特征在于與所述渦流探測器(4)相關(guān)聯(lián)的套管形的支撐元件(6)，所述支撐元件可以布置在所述廢氣管(3)內(nèi)，所述支撐元件具有至少一個橫向安裝孔(6a);包圍所述支撐元件(6)的環(huán)(5)，所述環(huán)可以放置到所述旋流器(I)上以便包圍所述廢氣導(dǎo)管(3)或集成在所述廢氣導(dǎo)管中；和至少一個螺栓(7，7’)，所述至少一個螺栓延伸穿過所述環(huán)(5)的橫向開口(5c)和所述支撐元件(6)的安裝孔(6a)以便將所述環(huán)(5 )與所述支撐元件(6 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，所述至少一個螺栓(7，V)在其位于所述環(huán)(5)或所述廢氣導(dǎo)管(3)的徑向外部的側(cè)部上與蓋(7c)剛性連接，所述蓋以可釋放的方式與所述環(huán)(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，所述廢氣導(dǎo)管(3)的所述環(huán)(5)和/或片材金屬殼體與管(9)剛性地連接，所述管至少從所述廢氣導(dǎo)管(3)或所述環(huán)(5)的開口(5c)向外延伸，所述管以可釋放的方式與所述螺栓(7，7’)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，所述管(9)在其從所述環(huán)(5)或片材金屬殼體突出的端部包括凸緣(9a)，所述凸緣以可釋放的方式與所述螺栓(7，7’)的蓋(7c)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的任一項所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，沿所述螺栓(7，7’)的徑向方向在所述螺栓和包圍所述螺栓(7，7’)的所述管(9)之間至少部分地設(shè)置間隙。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，所述螺栓(7，7’)和所述支撐元件(6)的安裝孔(6a)各具有近似矩形的橫截面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，所述螺栓(7，7’)填充有絕緣材料(8a，8b)且/或被絕緣材料(8c)包圍。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，與所述至少一個螺栓(7，V )相關(guān)聯(lián)的冷卻裝置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的渦流探測器支撐件，其特征在于，所述至少一個螺栓(7 ’)設(shè)置有溫度和/或應(yīng)變傳感器(12，11)。
10.一種旋流器，特別地一種流化床反應(yīng)器的離心分離器，具有入口區(qū)域(2)，供應(yīng)導(dǎo)管切向地通到所述入口區(qū)域，并且廢氣導(dǎo)管(3)從所述入口區(qū)域分出來，渦流探測器(4)通到所述廢氣導(dǎo)管，所述渦流探測器突出到所述入口區(qū)域(2)中，其特征在于，所述渦流探測器通過根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項的渦流探測器支撐件固定在所述入口區(qū)域(2)中，其中所述環(huán)(5)布置在所述入口區(qū)域(2)的外部上，以便包圍所述廢氣導(dǎo)管(3)或者集成在所述廢氣導(dǎo)管中作為片材金屬殼體，并且所述至少一個螺栓(7，7’)延伸穿過所述環(huán)(5)或片材金屬殼體的開口(5c)，并且穿過所述廢氣導(dǎo)管(3)直到進入所述渦流探測器(4)的支撐元件(6)的安裝孔(6a)內(nèi)，所述支撐元件徑向地布置在所述環(huán)(5)或片材金屬殼體內(nèi)且在所述廢氣導(dǎo)管(3)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來將渦流探測器(4)固定在旋流器(1)的入口區(qū)域(2)中的渦流探測器支撐。為了這個目的，設(shè)置環(huán)(5)，該環(huán)包圍從旋流器(1)的入口區(qū)域(2)引出的廢氣導(dǎo)管(3)。通過環(huán)(5)中的開口(5c)，螺栓(7)可以進入渦流探測器(4)或進入可以與渦流探測器連接的支撐元件(6)。
文檔編號B04C5/13GK102933311SQ201180006253
公開日2013年2月13日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者O·韋爾喬斯基, B·羅斯, J·雅蘭博 申請人:奧圖泰有限公司