РЕШЕТЧАТЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ КОЛОСНИКОВОЙ РЕШЕТКИ
LATTICE ELEMENT FOR GRATE

Изобретение относится к решетчатому элементу для колосниковой решетки согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Далее изобретение относится к колосниковой решетке, включающей в себя, по меньшей мере, один такой решетчатый элемент решетки. Кроме того, изобретение относится к применению вышеуказанной колосниковой решетки для сжигания отходов, а также к установке для сжигания отходов, включающей в себя такую колосниковую решетку.
Колосниковые решетки для промышленного сжигания отходов известны специалисту уже давно. Такие колосниковые решетки могут существовать, например, в виде переталкивающих колосниковых решеток, которые включают в себя подвижные части, которые подходят для выполнения шуровочных (перемешивающих) ходов. При этом материал для горения подается от входного конца колосниковой решетки к ее выходному концу и сжигается во время этого. Для того чтобы обеспечивать колосниковую решетку необходимым для сгорания кислородом, предусмотрены соответствующие, проходящие сквозь колосниковую решетку подводы воздуха, по которым вводится так называемый первичный воздух.
Обычно используемая колосниковая решетка представляет собой так называемую ступенчатую колосниковую решетку. Она включает в себя решетчатый элемент, расположенные параллельно друг к другу и образующие соответственно ряд решетчатых элементов. Ряды решетчатых элементов расположены при этом друг над другом в виде ступеней лестницы, причем у так называемых решеток прямого сдвига передний, если смотреть в направлении сдвига, конец решетчатого элемента опирается на опорную поверхность соседнего в направлении подачи решетчатого элемента и при соответствующем движении сдвига перемещается по этой опорной поверхности. У так называемых решеток обратного сдвига решетчатые элементы развернуты по сравнению с решетками прямого сдвига на 180°, если смотреть в направлении подачи материала для горения. Поэтому у решеток обратного сдвига передний, если смотреть в направлении сдвига, конец решетчатого элемента опирается на опорную поверхность соответственно предыдущего решетчатого элемента. В противоположность к решеткам прямого сдвига у решеток обратного сдвига направление сдвига таким образом противоположно направлению подачи, возникающему благодаря наклону решетки обратного сдвига.
Выполненная в виде решетки прямого сдвига колосниковая решетка и решетчатый элемент для такой колосниковой решетки описываются, например, в документе EP 1 191 282, который относится к решетчатому элементу с водяным охлаждением. Дальнейшая колосниковая решетка описанного типа описывается помимо этого, например, в документе EP 2 184 540, который относится к решетчатому элементу с воздушным охлаждением.
Конкретно описанный в EP 1 191 282 решетчатый элемент включает в себя выполненное в виде литой детали тело решетчатого элемента, которое имеет образующую опорную поверхность для перерабатываемых отходов верхнюю стенку и переднюю стенку. В нижней области передней стенки выполнена ножка, которая предназначена для того, чтобы с возможностью движения опираться на опорную поверхность соседнего в направлении сдвига решетчатого элемента, в то время как в верхней области передней стенки расположены отверстия для введения первичного воздуха.
Благодаря подаче материала для горения по решетчатым элементам они, как правило, подвержены относительно сильному износу. Истирание наиболее сильно при этом именно в области самого переднего конца опорной поверхности, где материал для горения сбрасывается с опорной поверхности решетчатого элемента соответствующей сбрасывающей кромкой на опорную поверхность последующего решетчатого элемента. Это может приводить в частности также к эрозии расположенных ниже края отверстий выхода воздуха, что может отрицательно сказываться на контролируемом подводе воздуха к находящемуся на колосниковой решетке слою горения.
Кроме того, оператору установки для сжигания отходов невооруженным глазом зачастую не без труда понятно, когда решетчатый элемент превысил свой срок службы, или насколько далеко уже зашло истирание. Следовательно, для того чтобы обеспечивать надежную работу установки и тем не менее предотвращать ненужную замену еще работоспособных решетчатых элементов, желателен простой контроль степени истирания невооруженным глазом.
Согласно первому аспекту решаемая согласно изобретению задача заключается таким образом в том, чтобы предоставить в распоряжение указанный вначале решетчатый элемент, который обладает длительным сроком службы, и в котором минимизирована в частности эрозия содержащего отверстия подвода воздуха участка стенки.
Согласно второму аспекту решаемая согласно изобретению задача заключается в том, чтобы предоставить в распоряжение указанный вначале решетчатый элемент, который делает возможным простой контроль степени истирания.
Задача согласно указанному выше первому аспекту решается с помощью определенного в независимом пункте 1 формулы изобретения решетчатого элемента, в то время как задача согласно указанному выше второму аспекту решается с помощью определенного в независимом пункте 12 формулы изобретения решетчатого элемента. Предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению решетчатого элемента указаны в пунктах формулы изобретения, зависимых от соответствующих независимых пунктов формулы изобретения.
Согласно пункту 1 формулы изобретения данное изобретение относится таким образом к решетчатому элементу для колосниковой решетки, в которой следующие друг за другом решетчатые элементы расположены друг над другом в виде ступеней лестницы и выполнены таким образом, чтобы посредством выполненных друг относительно друга движений сдвига материал для горения перераспределять и подавать во время горения. Такие колосниковые решетки обозначаются, как было упомянуто вначале, также как ступенчатые колосниковые решетки.
Соответствующий изобретению решетчатый элемент включает в себя выполненное в виде литой детали тело решетчатого элемента. Как правило, тело решетчатого элемента выполнено по существу в виде вытянутого прямоугольного параллелепипеда с продольной осью L.
Тело решетчатого элемента включает в себя верхнюю стенку, которая образует проходящую, по меньшей мере, частично параллельно к продольной оси L тела решетчатого элемента опорную поверхность, по которой должен подаваться материал для горения, и передний, если смотреть в направлении S сдвига, конец которой образует край, через который опорная поверхность спадает в образованную передней стенкой поверхность сдвига.
Передняя стенка имеет по меньшей мере одно проходящее, если смотреть в продольном сечении, под прямым углом или под наклоном к поверхности сдвига отверстие подвода воздуха для подачи воздуха на колосниковую решетку и выполнена в своей самой нижней области в виде ножки, которая предназначена для того, чтобы опираться на опорную поверхность соседнего в направлении сдвига решетчатого элемента.
В предпочтительном варианте осуществления, в котором соответствующий изобретению решетчатый элемент предназначен для решетки прямого сдвига, ножка опирается таким образом на следующий в направлении подачи материала для горения решетчатый элемент или его опорную поверхность. Однако также возможно, что соответствующий изобретению решетчатый элемент предназначен для решетки обратного сдвига; в этом случае ножка опирается на предшествующий в направлении подачи материала для горения решетчатый элемент или его опорную поверхность.
По меньшей мере, передняя опорная кромка поверхности сдвига расположена на проходящей по существу под прямым углом к продольной оси L плоскости E. В этом отношении возможно, что расположенная в нижней области передней стенки плоскость, нижний конец которой образуется посредством передней опорной кромки, расположена в плоскости E, однако также возможно, что лишь описанная передней опорной кромкой линия расположена в плоскости E.
Теперь согласно изобретению край, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещен вперед относительно плоскости E. Вследствие этого может обеспечиваться то, что, по меньшей мере, часть поверхности сдвига подвержена уменьшенной эрозии из-за материала для горения, и что в частности воздух может легче выходить через отверстие(я) подвода воздуха. По сравнению с известными решетчатыми элементами может обеспечиваться в конечном счете таким образом согласно изобретению минимизация действующих на поверхность сдвига абразивных усилий и тем самым обусловленного истиранием износа решетчатого элемента в целом.
Как в решетчатых элементах согласно EP 1 191 282, также в решетчатом элементе согласно данному изобретению, по меньшей мере, одно отверстие подвода воздуха расположено ниже края, через который опорная поверхность спадает в поверхность сдвига. Тем не менее согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения оно, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещено назад относительно края. Другими словами, та область поверхности сдвига, в которой расположено, по меньшей мере, одно отверстие подвода воздуха, расположена в плоскости, которая, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещена назад относительно края. Это представляет собой явное отличие от решетчатых элементов согласно документу EP 1 191 282, в котором край находится в той же плоскости, что и поверхность сдвига.
Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления верхняя стенка и передняя стенка в той области, в которой они встречаются, выполнены с утолщением, причем утолщение стенок выполнено, если смотреть в продольном сечении, выпуклым, то есть имеется в виде наплыва. Благодаря утолщению стенок в той области решетчатый элемента решетки, которая подвержена наиболее сильному износу, может достигаться повышение срока службы решетчатого элемента, так как может допускаться существенно более сильное истирание.
Конкретно край, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещен вперед относительно плоскости E, по меньшей мере, на 3 мм, предпочтительно, по меньшей мере, на 5 мм и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 10 мм.
Далее предпочтительно, что край, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещен вперед относительно плоскости E максимум на 100 мм, предпочтительно максимум на 50 мм и наиболее предпочтительно максимум на 30 мм.
Таким образом, расстояние, на которое край смещен вперед относительно плоскости E, находится предпочтительно в диапазоне от 3 мм до 100 мм, наиболее предпочтительно в диапазоне от 5 мм до 50 мм и в высшей степени предпочтительно в диапазоне от 10 мм до 30 мм. Тем самым может обеспечиваться длительный срок службы и в частности уменьшение эрозии содержащего отверстия подвода воздуха участка стенки, без того чтобы была необходимость сильно отклоняться от основной формы традиционных решетчатых элементов, таких как согласно EP 1 191 282.
Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления, по меньшей мере, одно отверстие подвода воздуха проходит, если смотреть в продольном сечении, под углом α к прилегающей непосредственно к соответствующему отверстию подвода воздуха области поверхности сдвига, причем α находится в диапазоне от 90° до 135°, предпочтительно от 95° до 125°, наиболее предпочтительно от 100° до 120° и в высшей степени предпочтительно от 105° до 115°. Вследствие этого обеспечивается оптимальный подвод первичного воздуха к колосниковой решетке или слою горения на колосниковой решетке, что способствует очень высокому выгоранию материала для горения. Имеющей значение для определения угла α областью отверстия подвода воздуха является при этом область непосредственно перед выходом соответствующего отверстия подвода воздуха из передней стенки. Если прилегающая непосредственно к соответствующему отверстию подвода воздуха область поверхности сдвига выполнена выпуклой, то для определения угла α актуальна получающаяся в этой области касательная.
Как правило, решетчатый элемент закрыт по бокам соответственно проходящей в продольном направлении боковой стенкой. При этом согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления, по меньшей мере, одна боковая стенка имеет маркировку износа, которую описывает отстоящий от плоскости опорной поверхности и/или от плоскости поверхности сдвига контур.
Как будет подробно описываться ниже, маркировка износа позволяет очень легко определять невооруженным глазом степень истирания. Таким образом, может с одной стороны обеспечиваться то, что изношенный решетчатый элемент обнаруживается своевременно, что способствует более надежной работе колосниковой решетки. С другой стороны, создаются условия для того, что решетчатый элемент фактически эксплуатируется до конца своего срока службы; замена по существу еще работоспособного решетчатого элемента таким образом предотвращается.
Вследствие того, что изначальное расстояние между контуром маркировки износа и внешним контуром решетчатого элемента известно, может помимо этого относительно достоверно прогнозироваться, когда решетчатый элемент при остающейся неизменной эксплуатации будет изношен.
Предпочтительно контур маркировки износа отстоит от плоскости опорной поверхности и/или от плоскости поверхности сдвига на 15-30 мм и наиболее предпочтительно на 20-25 мм. Это расстояние соответствует максимально допустимому истиранию решетчатого элемента, до которого он еще полностью работоспособен.
Далее предпочтительно то, что контур маркировки износа проходит, по меньшей мере, местами параллельно к плоскости опорной поверхности и/или поверхности сдвига. Это делает возможным наиболее простой контроль степени истирания на отдельных местах решетчатого элемента.
Наиболее предпочтительно контур маркировки износа проходит параллельно, по меньшей мере, к той области опорной поверхности и поверхности сдвига, где они встречаются. Это связано с тем, что решетчатый элемент именно в этой области подвержен наиболее сильному износу, и контроль степени истирания имеет наибольшее значение таким образом в этой области.
Далее предпочтительно, что маркировка износа выполнена в виде надпила или уступа. Надпил или уступ может быть при этом выполнен сплошным или прерывистым. Согласно этому варианту осуществления дополнительный материал, который требуется для предпочтительного утолщения стенок в области сбрасывающей кромки, может, по меньшей мере, частично компенсироваться или даже перекомпенсироваться обеспеченной надпилом или уступом экономией материала. Так как надпил или уступ выполнен на боковой стенке и таким образом в относительно слабо нагруженной области решетчатого элемента, эта экономия материала происходит не в ущерб устойчивости или срока службы решетчатого элемента.
Дополнительно возможно предусматривать на опорной поверхности решетчатого элемента возвышение или профилирование, которое действует в качестве дальнейшей маркировки износа. Так истирание может очень просто определяться через эрозию возвышения или профилирования. В частности, эта дальнейшая маркировка износа может снабжаться сведениями о решетчатом элементе, которые должны быть видны, по меньшей мере, временно. Так дальнейшая маркировка износа может снабжаться, например, указанием происхождения или "штампом" изготовителя решетчатого элемента.
Как было упомянуто, наряду с вышеописанным решетчатым элементом данное изобретение относится помимо этого к решетчатому элементу согласно независимому пункту 12 формулы изобретения.
В соответствии с этим данное изобретение относится таким образом также к решетчатому элементу для колосниковой решетки вышеописанного типа, который включает в себя выполненное в виде литой детали тело решетчатого элемента, которое включает в себя верхнюю стенку, которая образует проходящую параллельно к продольной оси L тела решетчатого элемента опорную поверхность, по которой должен подаваться материал для горения, и передний, если смотреть в направлении S сдвига, конец которой образует край для материала для горения, через который опорная поверхность спадает в образованную передней стенкой поверхность сдвига.
Решетчатый элемент по меньшей мере на одной стороне закрыт проходящей в продольном направлении боковой стенкой. Согласно изобретению он отличается тем, что по меньшей мере одна боковая стенка имеет маркировку износа, которую описывает отстоящий от плоскости опорной поверхности и/или от плоскости поверхности сдвига контур.
Как было упомянуто, благодаря наличию маркировки износа может очень легко невооруженным глазом устанавливаться степень истирания. Так решетчатый элемент достиг конца своего срока службы, как правило, в том случае, если внешний контур решетчатого элемента, по меньшей мере, частично совпадает с контуром маркировки износа, или если контур маркировки износа и вовсе больше не виден.
Решетчатый элемент согласно пункту 12 формулы изобретения может иметь дополнительно в частности признаки пункта 1 формулы изобретения, то есть в частности смещенный вперед относительно плоскости E, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, край. В остальном раскрытые для решетчатого элемента согласно пункту 1 формулы изобретения предпочтительные признаки предпочтительны также для решетчатого элемента согласно пункту 12 формулы изобретения.
Согласно дальнейшему аспекту данное изобретение относится помимо этого к колосниковой решетке, включающей в себя, по меньшей мере, один из описанных выше решетчатых элементов.
Кроме того, данное изобретение относится к применению вышеописанной колосниковой решетки для сжигания отходов, а также к установке для сжигания отходов, включающей в себя такую колосниковую решетку.
Далее изобретение разъясняется при помощи приложенного чертежа. На чертеже показаны:
фиг. 1 - решетчатый элемент согласно уровню техники на виде сбоку;
фиг. 2 - показанный на фиг. 1 решетчатый элемент уровня техники на виде сверху;
фиг. 3 - показанный на фиг. 1 и 2 решетчатый элемент уровня техники в продольном разрезе по плоскости A-A разреза;
фиг. 4 - решетчатый элемент согласно первому аспекту данного изобретения на виде сбоку;
фиг. 5 - решетчатый элемент согласно фиг. 4 на виде сверху;
фиг. 6 - решетчатый элемент согласно фиг. 4 и 5 в продольном разрезе по плоскости A-A разреза;
фиг. 7 - решетчатый элемент согласно второму аспекту данного изобретения на виде сбоку; и
фиг. 8 - решетчатый элемент согласно фиг. 7 на виде сверху.
Как видно из фиг. с 4 по 6 в сравнении с фиг. с 1 по 3, у соответствующего изобретению решетчатого элемента 10 общее с известными решетчатыми элементами то, что он включает в себя выполненное в виде литой детали тело 12 решетчатого элемента, которое выполнено по существу в виде вытянутого прямоугольного параллелепипеда 121 с продольной осью L.
Тело 12 решетчатого элемента включает в себя верхнюю стенку 14, которая образует проходящую параллельно к продольной оси L опорную поверхность 16, по которой должен подаваться материал для горения, и передний, если смотреть в направлении S сдвига, конец которой образует край 19, через который опорная поверхность 16 спадает в образованную передней стенкой 20 поверхность 22 сдвига. В показанных вариантах осуществления опорная поверхность имеет первую область 16a опорной поверхности и вторую область 16b опорной поверхности, обе из которых проходят параллельно к продольной оси L, причем, однако первая область 16a опорной поверхности расположена со смещением вверх относительно второй области 16b опорной поверхности и соединена с ней через скошенную переходную область 17.
В остальном в показанном на фиг. с 1 по 3 варианте осуществления уровня техники расположенная непосредственно перед краем область опорной поверхности выполнена в виде фаски 21.
На противоположной передней стенке 20 стороне тело 12 решетчатого элемента имеет заднюю стенку 24, которая снабжена, по меньшей мере, одним крюком 26, которым решетчатый элемент 10 может зацепляться за трубу-держатель решетчатого элемента. На отвернутой от опорной поверхности нижней стороне решетчатого элемента 10 расположено помимо этого среднее ребро 29.
По бокам решетчатый элемент 10 соответственно закрыт проходящей в продольном направлении боковой стенкой 28a, 28b.
Внутри колосниковой решетки решетчатый элемент 10 опирается на следующий в направлении S сдвига решетчатый элемент. Для этого самая нижняя область 32 передней стенки 20 выполнена в виде ножки 34, которая предназначена для того, чтобы опираться на опорную поверхность соседнего в направлении S сдвига решетчатого элемента. Самая нижняя область, включая образованную ею переднюю опорную кромку 23 поверхности сдвига, расположена в проходящей по существу под прямым углом к продольной оси L плоскости E.
Как показано на фиг. 3 и 6, у известного решетчатого элемента и у конкретно изображенного, соответствующего изобретению решетчатого элемента в верхней, то есть обращенной к краю 19 области 36 передней стенки 20 выполнены два проходящих сквозь стенку отверстия 38 подвода воздуха для подачи воздуха на колосниковую решетку, причем на фигуре показано лишь одно из этих отверстий подвода воздуха.
В отличие от решетчатого элемента уровня техники у соответствующего изобретению решетчатого элемента 10 в той области, в которой верхняя стенка 14 и передняя стенка 20 встречаются, они выполнены с утолщением. Конкретно утолщение 40 стенок выполнено, если смотреть в продольном сечении, выпуклым.
Образованный утолщением 40 стенок край 19, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещен таким образом вперед относительно плоскости E, причем в показанном варианте осуществления расстояние D между краем 19 и плоскостью E составляет примерно 25 мм.
Помимо этого, отверстия подвода воздуха, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещены назад относительно края, в конкретно показанном варианте осуществления на расстояние d примерно в 8 мм.
У изображенного на фиг. 6, соответствующего изобретению решетчатого элемента отверстия 38 подвода воздуха проходят, если смотреть в продольном сечении, под углом α примерно в 90° к поверхности 22 сдвига в ее прилегающей непосредственно к соответствующему отверстию подвода воздуха области.
Согласно показанному на фиг. 7 и 8 решетчатому элементу второго аспекта данного изобретения боковая стенка 28a имеет маркировку 42 износа в виде уступа 421, которую описывает отстоящий от плоскости опорной поверхности 16, в частности второй области 16b опорной поверхности и фаски 21, и от плоскости поверхности 22 сдвига контур 44. При этом маркировка 42 износа или контур 44 проходит по существу параллельно ко второй области 16b опорной поверхности и к фаске 21 опорной поверхности 16, а также к поверхности 22 сдвига. Следовательно, контур 44 проходит в первой области 44a параллельно к плоскости второй области 16b опорной поверхности, во второй области 44b параллельно к фаске 21 и в третьей области 44c параллельно к поверхности 22 сдвига. Конкретно маркировка износа в показанном варианте осуществления отстоит от плоскости E поверхности 22 сдвига с расстоянием γ примерно в 20 мм.
Во время эксплуатации решетчатые элементы 10 перемещаются друг относительно друга трубами-держателями решетчатого элемента. В зависимости от того, согласованы ли трубы-держатели решетчатого элемента с неподвижным или подвижным решетчатым элементом, трубы-держатели решетчатого элемента закреплены либо на неподвижных консолях, либо на консолях, которые расположены в подвижной тележке решетки. Приведение в движение осуществляется посредством гидравлических цилиндров, которые тележки решетки перемещают вперед и назад на роликах по соответствующим беговым поверхностям.
Благодаря полученному вследствие этого относительному движению ножка 34 первого решетчатого элемента 10 смещается вперед и назад по опорной поверхности 16 в каждом случае последующего решетчатого элемента 10, причем материал для горения подается по опорной поверхности 16, пока он не сбросится через край 19 на опорную поверхность 16 следующего решетчатого элемента 10.
Вследствие того, что край 19 смещен, как было описано, вперед относительно плоскости E, может достигаться то, что, по меньшей мере, часть поверхности 22 сдвига подвержена уменьшенной эрозии из-за материала для горения, и что в частности воздух может легче выходить через отверстия 38 подвода воздуха. Кроме того, благодаря утолщению 40 стенок в той области решетчатого элемента 10, которая подвержена наиболее сильному износу, может допускаться существенно более сильное истирание, благодаря чему достигается, в конечном счете, повышение срока службы решетчатого элемента.
Степень истирания можно очень легко невооруженным глазом определять при помощи маркировки износа, показанного на фиг. 7 и 8 варианта осуществления: если истирание достигло того уровня, что внешний контур решетчатого элемента 10, по меньшей мере, частично совпадает с контуром 44 маркировки 42 износа на виде сбоку, или что контур 44 маркировки 42 износа и вовсе больше не виден, то решетчатый элемент 10 изношен и должен заменяться.
Вследствие того, что изначальное расстояние между контуром 44 маркировки 42 износа и внешним контуром решетчатого элемента 10 известно, может помимо этого относительно достоверно прогнозироваться, когда решетчатый элемент при остающейся неизменной эксплуатации будет изношен.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
10 решетчатый элемент
12; 121 тело решетчатого элемента; прямоугольный параллелепипед
14 верхняя стенка
16 опорная поверхность
16a, b проходящие параллельно к продольной оси области опорной поверхности
17 скошенная переходная область
19 край
20 передняя стенка
21 фаска
22 поверхность сдвига
23 передняя опорная кромка
24 задняя стенка тела решетчатого элемента
26 крюк
28a, b боковые стенки
29 среднее ребро
30 внутренне пространство тела решетчатого элемента
32 самая нижняя область передней стенки
34 ножка
36 верхняя область передней стенки
38 отверстие подвода воздуха
40 утолщение стенок
42; 421 маркировка износа; уступ
44; 44a-c контур; различные области контура
L продольная ось
S направление сдвига
d расстояние, на которое отверстия подвода воздуха, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещены назад относительно края
E плоскость, в которой расположена передняя опорная кромка
D расстояние, на которое край, если смотреть вдоль продольной оси L и в направлении S сдвига, смещен вперед относительно плоскости E
α угол, под которым проходит, если смотреть в продольном сечении, отверстие подвода воздуха к поверхности сдвига
γ расстояние, с которым маркировка износа отстоит от плоскости поверхности сдвига.