Изобретение касается транспортирующего устройства для дозированной подачи сыпучего материала, в частности для подачи руды, угля и т.п. из одной металлургической емкости в другую, содержащего снабженный входным и выходным отверстиями транспортирующий канал и установленный в транспортирующем канале, проходящий по меньшей мере от входного отверстия транспортирующий шнек, винтовая поверхность которого образована лопастями.
Устройство такого типа известно из ЕР-В 0 048 008. Описанное там транспортирующее устройство служит для транспортировки горячих частиц железной губки из шахтной печи прямого восстановления в газификатор для расплава. Винтовая поверхность известного транспортирующего устройства образована расположенными друг за другом отдельными лопастями, составляющими целое, причем между соседними лопастями предусмотрено свободное пространство, через которое может проходить сыпучий материал.
Шнеки такого рода, так называемые "лопастные шнеки", оправдали себя в том смысле, что сыпучий материал все время разрывается лопастями, так что он не может спекаться в транспортирующем канале, что в случае применения транспортирующего шнека, состоящего из одной части, т.е. проходящей насквозь спирали, может привести к образованию своего рода трубы внутри транспортирующего канала, причем подлежащий транспортировке материал прочно оседает вокруг шнека и шнек вращается вхолостую. Другое значительное преимущество лопастного шнека состоит в том, что его изготовление значительно проще и дешевле, особенно при больших диаметрах транспортирующего шнека (например, 1 м), чем шнека с винтовой поверхностью, образованной непрерывной спиралью.
Лопастные шнеки, однако, имеют тот недостаток, что, например, требуется, чтобы транспортирующий канал простирался на определенную длину, что дорого и при консольно расположенных транспортирующих шнеках конструктивно сложно, так как при слишком коротком транспортирующем канале может привести к неконтролируемому вытеканию сыпучего материала через выходное отверстие транспортирующего канала, так как сыпучий материал, как упоминалось выше, проходит самостоятельно через имеющееся между лопастями свободное пространство соответственно собственному углу сыпучего материала. Чтобы воспрепятствовать застреванию сыпучего материала между кромками лопастей и внутренней обшивкой транспортирующего канала, который почти полностью заполнен сыпучим материалом, и обеспечить достаточную возможность расхождения частиц сыпучего материала, требуется предусмотреть относительно большой зазор между наружными кромками лопастей и внутренней обшивкой транспортирующего канала. Этот зазор, как правило, значительно больше, чем максимальный диаметр зерен транспортирующего сыпучего материала. Благодаря этому, однако, получается высокая газопроницаемость.
Если из конструктивных соображений необходимо выполнить канал слишком коротким, то при применении лопастного шнека возникает необходимость снабдить выходное отверстие собственным запирающим устройством, которое предотвращает самопроизвольное вытекание сыпучего материала при остановке транспортирующего шнека.
В основу изобретения поставлена задача создать транспортирующее устройство описанного выше вида, изготовление которого требовало бы в основном таких же затрат, как и изготовление лопастного шнека, и в котором надежно предотвращалось бы образование трубы внутри транспортирующего канала и вращение шнека вхолостую, при этом, однако, с особенно коротким транспортирующим каналом и тем самым с очень коротким шнеком, не требуя при этом оснащения выходного отверстия собственным запирающим устройством. Далее транспортирующее устройство, согласно изобретению, должно иметь повышенное сопротивление потоку протекания газа через транспортирующий канал.
Эта задача, согласно изобретению, решается благодаря тому, что транспортирующий шнек на конце, расположенном у выходного отверстия транспортирующего канала, имеет винтовую поверхность, которая образована непрерывной винтовой линией, простирающейся по меньшей мере на половину витка спирали, и к ней примыкает участок винтовой поверхности шнека, образованной лопастями.
Особенно высокое сопротивление потоку протекания газа согласно предпочтительному варианту выполнения достигается благодаря тому, что участок винтовой поверхности шнека, образованный непрерывной винтовой линией, имеет больший наружный диаметр, чем участок поверхности, образованный лопастями, при этом опасность заклинивания сыпучего материала в зазоре между наружным контуром транспортирующего шнека и внутренней стенкой транспортирующего канала предотвращается благодаря тому, что винтовой канал шнека в той части, в которой он образован непрерывной винтовой линией и где отсутствуют промежуточные пространства, которые облегчили бы протекание сыпучего материала, больше не будет наполнен полностью сыпучим материалом.
Согласно предпочтительному варианту выполнения между наружным периметром непрерывной винтовой линии и внутренней стенкой транспортирующего канала предусмотрен кольцевой зазор, ширина которого примерно соответствует максимальному диаметру зерна транспортируемого сыпучего материала.
В случае очень короткого транспортирующего канала желательно часть винтовой поверхности, образованную непрерывной винтовой линией, выполнить по всей длине транспортного канала от входного до выходного отверстия. Этот предпочтительный вариант выполнения обеспечивает большое сопротивление протеканию газа и надежно предотвращает самопроизвольное перетекание сыпучего материала к выходному отверстию при остановке транспортного шнека в любом положении.
При этом непрерывная спираль простирается предпочтительно по меньшей мере на 3/4 витка, предпочтительно на полтора-два витка.
Если нужно транспортировать сыпучий материал, при котором из-за зажатия зерен может получиться большой износ, образованная лопастями винтовая поверхность шнека простирается вовнутрь транспортного канала, предпочтительно на от 1/2-й до 1 1/4-й витка. Благодаря лопастям, т.е. промежуточному пространству между ними, становится возможным отклонение зерен сыпучего материала вблизи входного отверстия, где винтовой канал шнека вследствие дополнительного протекания сыпучего материала заполнен полностью, так что предотвращается зажатие зерен между наружным контуром транспортирующего шнека и внутренней стенкой транспортного канала.
Благодаря изобретению становится возможным работать с особенно коротким транспортным каналом, причем длина транспортного канала от входного отверстия до выходного отверстия предпочтительно равна или больше, чем сумма длины проекции на ось вращения шнекового транспортера непрерывной винтовой линии и длины проекции на ось вращения транспортного шнека прямой, расположенной под углом наклона сыпучего материала и проходящей через близлежащий ко входному отверстию конец винтовой линии до точки ее пересечения с самой верхней образующей транспортного канала.
Изобретение поясняется подробнее на основе нескольких представленных в четырех вариантах выполнения, причем фиг.1-4 в каждом случае представляют продольное сечение транспортирующего устройства согласно каждому варианту выполнения.
В почти вертикальной боковой стенке 1 шахтной печи прямого восстановления, образованной огнеупорной оболочкой 2 и окружающей ее стальной оболочкой 3, предусмотрено транспортирующее устройство 4, расположенное под прямым углом по отношению к этой боковой стенке 1. Транспортирующее устройство 4 содержит покрытый изнутри стальной обшивкой 5 (или кирпичной кладкой) транспортный канал 6 с круглым поперечным сечением, центральная ось 7 которого проходит примерно под прямым углом к боковой стенке 1. Внутренняя оболочка 5 покрыта огнеупорным материалом 2, который также заключен в стальную оболочку.
К внешнему свободному концу транспортного канала 6 прифланцована опора 9 и не показанный здесь привод для транспортирующего шнека 11, проходящего через транспортный канал 6 вовнутрь шахтной печи 10 прямого восстановления. В основании транспортного канала 6 предусмотрено выходное отверстие 12 для транспортируемого сыпучего материала, которое снабжено направленным по вертикали вниз штуцером 13, к которому прифланцована выпускная труба 14.
Транспортирующий шнек 11 своим валом 15 вдается в шахтную печь прямого восстановления в направлении ее центра винтовой поверхности 16, 16', которая от входного отверстия 17, которое является устьем транспортного канала 6 при входе его вовнутрь шахтной печи прямого восстановления, к свободному концу вала шнека 15 сужается по конусу, чтобы по поверхности поперечного сечения шахтной печи прямого восстановления обеспечить равномерный прием сыпучего материала.
Согласно изобретению, винтовая поверхность 16, 16' транспортирующего шнека по его длине сформирована различным образом, а именно винтовая поверхность 16' на конце транспортирующего шнека 11, находящемся у выходного отверстия 12 транспортного канала 6, образована в форме спирали 18 из монолитного, деформированного в винтовую поверхность стального листа, которая простирается, согласно представленному на фиг.1 варианту, до входного отверстия 17 одним и тремя четвертями витка /1 3/4/. Затем к этой спиральной части 18 примыкает винтовая поверхность 16, образованная расположенными друг за другом в виде винтовой поверхности лопастями 19, причем соседние лопасти разделены промежуточным пространством. Каждая лопасть 19 простирается примерно на четверть витка; она может иметь, однако, также и меньший размер по периметру и простираться, например, на шестую часть витка.
Лопасти 19 своими поверхностями не лежат точно на идеальной винтовой поверхности, а несколько отклоняются от нее, благодаря чему лопасти 19 разрывают лежащий внутри шахтной печи прямого восстановления сыпучий материал, благодаря чему предотвращается припекание сыпучего материала к лопастям 19 или оседание сыпучего материала по ходу винтовой поверхности 16 шнека.
Как можно увидеть из фиг.1, сыпучий материал у входного отверстия вливается в канал, образованный винтовой поверхностью 16' шнека, так что он лишь у своего начала, т.е. у самого входного отверстия 17, полностью заполнен. Протеканию сыпучего материала от входного отверстия 17 к выходному отверстию 12 при остановке транспортного шнека препятствует непрерывная винтовая линия 18. Непрерывная спираль 18 образует своим внешним контуром с внутренней стенкой, т. е. с внутренней обшивкой 5 транспортного канала 6, кольцевой зазор 21, ширина 21' которого примерно соответствует наибольшей величине зерна транспортируемого сыпучего материала. Благодаря этому относительно узкому кольцевому зазору 21 обеспечивается относительно большое сопротивление протеканию газа.
Согласно фиг. 2 непрерывная спираль 18 не проходит вплоть до входного отверстия 17, а не доходит до него на 1 1/2 витка, так что образованная лопастями 19 винтовая поверхность 16 примерно на 3/4 витка заходит вовнутрь транспортного канала 6. При этом варианте выполнения участок 16' винтовой поверхности не полностью заполнен сыпучим материалом, а именно вследствие образующегося здесь конуса из сыпучего материала, который обозначен прямой 22 с углом α наклона сыпучего материала.
Благодаря такой конструкции исключается опасность зажатия сыпучего материала между наружным контуром транспортного шнека 11 и внутренней обшивкой 5 транспортирующего канала 6, и тем самым износ транспортного шнека 6 значительно снижается, так как винтовой канал шнека лишь вблизи входного отверстия 17 заполнен полностью и возможно смещение зерен через промежуточные пространства 20 между лопастями 19. Наружный диаметр винтовой поверхности 16, образованной лопастями 19, запроектирован меньшим, чем наружный диаметр винтовой поверхности 16', образованный непрерывной винтовой линией, благодаря чему снижается также износ лопастей 19.
Как видно из фиг.2, транспортный канал 6 между входным отверстием 17 и выходным отверстием 12 имеет длину 23, которая соответствует длине 23 проекции непрерывной спирали 18 на ось 7 вращения плюс длина 25 проекции прямой 22, которая проходит под углом a наклона сыпучего материала из самой верхней точки 26 входного отверстия 17 транспортного канала 6 до конца спирали 18, лежащего ближе к входному отверстию 17. Это минимальная длина, целесообразная для нормального функционирования транспортирующего устройства. Эта длина может быть также превышена, чего, однако, следует избегать из соображений стоимости.
Согласно варианту выполнения, представленному на фиг.3, непрерывная винтовая линия 18 запроектирована с несколько меньшей длиной, чем в варианте выполнения, представленном на фиг.2, что дает преимущества в смысле простоты изготовления. Это имеет значение при больших размерах транспортирующего шнека (например, диаметр вала около 0,5 м, диаметр транспортного канала около 1 м, длина транспортирующего шнека около 8 м, толщина стального листа, образующего непрерывную винтовую линию, около 4 см).
На фиг. 4 представлена другая форма выполнения изобретения, при которой непрерывная спираль 18 простирается лишь на половину витка. При этом варианте сыпучий материал лишь в том случае не будет самопроизвольно протекать от входного отверстия 17 к выходному отверстию 12, если винтовая линия 18 находится в положении, представленном на фиг.4, т.е. в своем самом нижнем положении. Когда из этого положения осуществляется поворот, то, так как образующийся у входного отверстия 17 конус сыпучего материала, обозначенный прямой 22, достигает выходного отверстия 12, сыпучий материал перетекает самопроизвольно от входного отверстия 17 к выпускной трубе 14 без того, чтобы транспортный шнек 11 сам совершал вращательное движение. Винтовая линия 18 в этом варианте выполнения функционирует в качестве запирающего органа.
Изобретение относится к оборудованию печей. Транспортирующее устройство 4 для дозированной подачи сыпучего материала из одной металлургической емкости в другую имеет транспортный канал 6, входное 17 и выходное 12 отверстия и в транспортном канале 6 предусмотрен простирающийся по меньшей мере от входного отверстия 17 до выходного отверстия 12 транспортный шнек 11, имеющий винтовую поверхность 16, образованную лопастями 19. Для того, чтобы транспортный шнек 11 можно было сформировать как можно короче и обеспечить более высокое сопротивление потоку протекания газа, транспортный шнек 11 на своем соответствующем выходному отверстию 12 транспортного канала 6 конце имеет участок винтовой поверхности 16, который образован непрерывной винтовой линией 18, простирающейся по меньшей мере на половину витка, к которому примыкает винтовая поверхность 16, образованная лопастями 19. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
| Патент США N 3823920, кл | |||
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
