Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается шнека для перемещения твердого вещества, установленного внутри нагревательной печи, и, более конкретно, оно касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, установленного внутри печи с подвижным подом, для производства восстановленного железа посредством нагревания и восстановления шихты, которая состоит из оксида железа и углеродсодержащего материала.
Уровень техники
Печь с подвижным подом (нагревательная печь) используется для производства восстановленного металла (продукции) посредством нагревания и восстановления оксидной шихты (исходного материала), включающей в себя углеродсодержащий восстановитель. Такая печь с подвижным подом имеет выравнивающий шнек, чтобы равномерно располагать исходный материал на поду печи с подвижным подом, и имеет шнек для выгрузки продукции из печи. При изменении толщины исходного материала в соответствии с условиями работы или при удалении осадка, образующегося на поду печи с подвижным подом, выравнивающий шнек и шнек для выгрузки во время этой работы необходимо поднимать.
В случае, когда выравнивающий шнек и шнек для выгрузки установлены внутри нагревательной печи, приводное устройство шнеков выполнено снаружи печи, чтобы предохранять приводное устройство от высокотемпературной атмосферы нагревательной печи. Поэтому в боковой стене нагревательной печи образовано отверстие, и ведущий вал продолжается за пределы печи через это отверстие. Поскольку имеется промежуток, образованный между кромкой отверстия и ведущим валом, то возможен выброс газа из атмосферы печи или подсос воздуха в печь, для предотвращения этих проблем требуется уплотняющая конструкция.
Если такое устройство шнекового типа снабжено подъемным устройством, относительное положение между отверстием и ведущим валом при подъеме шнеков изменяется. Поэтому уплотняющая конструкция должна быть способна следовать за изменением относительного положения между отверстием и ведущим валом.
В некоторых случаях выравнивающий шнек, имеющий подъемное устройство, и шнек для выгрузки, имеющий подъемное устройство в печи, могут поддерживаться подъемным устройством, установленным снаружи печи с возможностью подъема. Однако в такой конструкции отверстие, образованное в боковой стенке нагревательной печи, и ведущий вал шнека не могут перемещаться в вертикальном направлении, и механизм для подъема шнека во время работы не раскрыт.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание уплотняющей конструкции шнека для перемещения твердого вещества, расположенного в нагревательной печи, такого как шнек для выравнивания материала или шнек для выгрузки продукции, в которой шнек для перемещения твердого вещества можно поднимать во время работы, в то время как поддерживается герметичность нагревательной печи, и обеспечить способ производства восстановленного металла, используя эту уплотняющую конструкцию.
В первом аспекте настоящее изобретение касается уплотняющей конструкции, которая уплотняет промежутки между нагревательной печью для нагревания твердого материала и поднимаемым шнеком для перемещения твердого вещества, проходящим сквозь боковые стены нагревательной печи, в которой шнек для перемещения твердого вещества имеет ведущий вал, выполненный по существу горизонтально, и спиралевидную лопасть, закрепленную на ведущем валу; ведущий вал проходит через сквозные отверстия для ведущего вала шнека, которые образованы в боковых стенах нагревательной печи, причем каждое из сквозных отверстий имеет вертикальный размер, превышающий диаметр ведущего вала по меньшей мере на амплитуду подъема шнека для перемещения твердого вещества, где ведущий вал поддерживается поднимаемыми опорными устройствами, которые расположена снаружи нагревательной печи; уплотнительные блоки прикреплены на внешних краях сквозных отверстий для ведущего вала шнека так, что окружают периферию сквозных отверстий снаружи нагревательной печи; и подвижные щитки расположены у внешних сторон уплотнительных блоков печи, при этом каждый из подвижных щитков имеет отверстие скольжения для скольжения ведущего вала шнека так, что ведущий вал продолжается через отверстие скольжения, причем каждый из подвижных щитков может перемещаться в вертикальном направлении и при этом между подвижным щитком и уплотнительным блоком сохраняется герметичность.
В этом аспекте, поскольку герметичность между уплотнительными блоками и подвижными щитками сохраняется, когда их относительные вертикальные положения изменяются, конструкцию можно применять для шнека для перемещения твердого вещества, который перемещается в относительно большом диапазоне.
Второй аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в первом аспекте, дополнительно включающей в себя по меньшей мере один уплотнительный элемент, который окружает ведущий вал между соответствующим уплотнительным блоком и соответствующим подвижным щитком, при этом подвижный щиток приведен в контакт с уплотнительным блоком с находящимся между ними уплотнительным элементом.
В этом аспекте, поскольку уплотнительный блок и подвижный щиток не входят в прямой контакт друг с другом, износ на этих деталях снижается, а герметичность сохраняется, даже когда между этими деталями образуется промежуток из-за тепловой деформации уплотнительного блока и/или подвижного щитка.
Третий аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в первом аспекте, дополнительно включающей в себя уплотнительные устройства для уплотнения промежутков между ведущим валом и отверстиями скольжения для скольжения ведущего вала шнека.
В этом аспекте обеспечена более высокая герметичность между отверстиями скольжения для скольжения ведущего вала шнека и ведущим валом.
Четвертый аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в первом аспекте, и дополнительно включающей в себя подъемные элементы и соединительные устройства, расположенные снаружи нагревательной печи, в которой каждый из подъемных элементов закреплен на соответствующем опорном устройстве и перемещается вверх и вниз совместно с опорным устройством, а каждое из соединительных устройств соединяет соответствующий подъемный элемент и соответствующий подвижный щиток.
В этом аспекте, поскольку подвижные щитки поддерживаются подъемными элементами через соединительные устройства и перемещаются вверх и вниз, подвижные щитки не прикладывают нагрузку к ведущему валу шнека для перемещения твердого вещества и к уплотнительным элементам. В результате, износ ведущих валов и уплотнительных элементов снижается и обеспечена необходимая герметичность.
Пятый аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в четвертом аспекте, в которой каждое из соединительных устройств шарнирно смонтировано на соответствующем подъемном элементе и соответствующем подвижном щитке.
В этом аспекте, даже когда шнек для перемещения твердого вещества поднимается, а ведущий вал отклоняется от горизонтального положения, соединительные устройства перемещаются подъемными элементами и подвижными щитками.
Поэтому между подвижными щитками и уплотнительными блоками надежно поддерживается контакт через уплотнительные элементы.
Шестой аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в третьем аспекте, в которой уплотнительные устройства и подвижные щитки соединены с помощью соответствующих сильфонных компенсаторов.
В этом аспекте, даже когда ведущий вал шнека для перемещения твердого вещества в значительной степени отклонен от горизонтального положения во время работы, отклонение от оси ведущего вала и уплотнительных устройств поглощается деформацией сильфонных компенсаторов. Поэтому обеспечена хорошая герметичность.
Седьмой аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в первом аспекте, дополнительно включающей в себя смещающие устройства для смещения подвижных щитков к уплотнительным блокам.
В этом аспекте достигнута лучшая герметичность между подвижными щитками и уплотнительными блоками.
Восьмой аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной во втором аспекте, в которой предусмотрены два или более уплотнительных элемента, а между этими уплотнительными элементами расположен по меньшей мере один канал для инертного газа, предназначенный для введения инертного газа.
В этом аспекте, когда уплотнительный элемент, выполненный с внутренней стороны печи, портится от нагревания, пыли и т.п., уплотнительный элемент защищен вдуваемым инертным газом. Поэтому обеспечена надежная воздухонепроницаемость.
Девятый аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в первом аспекте, в которой каждый из подвижных щитков содержит комбинацию из множества элементов подвижного щитка так, чтобы шнек для перемещения твердого вещества можно было отделять от печи при удалении части элементов подвижного щитка.
В этом варианте осуществления, поскольку техническое обслуживание шнека для перемещения твердого вещества можно выполнять без затруднений, рабочее время снижается, а производительность увеличивается.
Десятый аспект настоящего изобретения касается уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества, описанной в четвертом или пятом аспекте, в которой подъемные элементы, расположенные снаружи нагревательной печи, выполнены за одно целое друг с другом.
В этом аспекте ведущий вал шнека для перемещения твердого вещества и опорные устройства, выполненные снаружи печи, перемещаются совместно. Поэтому даже когда ведущий вал отклонен от горизонтального положения, опорные устройства ведущего вала не нагружены чрезмерно.
Одиннадцатый аспект настоящего изобретения касается способа производства восстановленного металла посредством нагревания и восстановления оксидной металлической шихты, включающей в себя углеродсодержащий восстановитель, при этом способ включает этапы подачи шихты в печь для нагревания; выравнивания слоя металлической оксидной шихты, введенной в нагревательную печь на этапе подачи, с помощью шнека для выравнивания; нагревания шихты, равномерно уложенной на этапе выравнивания, для восстановления; в котором шнек для выравнивания включает в себя ведущий вал и спиралевидную лопасть, закрепленную на ведущем валу; ведущий вал проходит через сквозные отверстия для ведущего вала шнека, которые образованы в боковых стенках нагревательной печи, причем каждое из сквозных отверстий имеет вертикальный размер, превышающий диаметр ведущего вала по меньшей мере на амплитуду подъема шнека для выравнивания материала, причем ведущий вал поддерживается поднимаемыми опорными устройствами, которые расположены снаружи нагревательной печи; уплотнительные блоки, прикрепленные на внешних краях сквозных отверстий для ведущего вала шнека так, что окружают периферию сквозных отверстий снаружи нагревательной печи, а подвижные щитки расположены с внешних сторон от уплотнительных блоков печи, причем каждый из подвижных щитков имеет отверстие скольжения для скольжения ведущего вала шнека так, что ведущий вал проходит через отверстие скольжения, причем каждый из подвижных щитков может перемещаться в вертикальном направлении, а между подвижным щитком и уплотнительным блоком поддерживается герметичность.
Двенадцатый аспект настоящего изобретения касается способа производства восстановленного металла посредством нагревания и восстановления оксидной металлической шихты, включающей в себя углеродсодержащий восстановитель, способ включает этапы подачи шихты в нагревательную печь для нагревания окиси металла; нагревания окиси металла, введенной в нагревательную печь на этапе подачи, для восстановления; выгрузки восстановленного металла, полученного на этапе нагревания, с помощью шнека для выгрузки продукции; в котором шнек для выгрузки продукции включает в себя ведущий вал и спиралевидную лопасть, закрепленную на ведущем валу; ведущий вал проходит через сквозные отверстия для ведущего вала шнека, которые образованы в боковых стенках нагревательной печи, причем каждое из сквозных отверстий имеет вертикальный размер, превышающий диаметр ведущего вала по меньшей мере на амплитуду подъема шнека для выгрузки продукции, при этом ведущий вал поддерживается поднимаемыми опорными устройствами, которые расположены снаружи нагревательной печи; уплотнительные блоки прикреплены на внешних краях сквозных отверстий для ведущего вала шнека так, что окружают периферию сквозных отверстий снаружи нагревательной печи, а подвижные щитки расположены по внешним сторонам печи, при этом каждый из подвижных щитков имеет отверстие скольжения для скольжения ведущего вала шнека так, что ведущий вал продолжается через отверстие скольжения, причем каждый из подвижных щитков может перемещаться в вертикальном направлении, в то время как между подвижным щитком и уплотнительным блоком поддерживается герметичность.
Шнек для выравнивания исходного материала и/или шнек для выгрузки продукции можно легко поднимать во время работы, в то время как производство восстановленных металлов может продолжаться. Поэтому исходный материал можно равномерно рассредоточивать на поду, а восстановленные металлы можно стабильно выгружать. Поскольку осадок можно надежно удалять с пода, работа может быть стабилизирована в течение более длительного периода времени.
Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает уплотняющую конструкцию, которая позволяет поднимать шнек для перемещения твердого вещества во время работы с сохранением герметичности нагревательной печи. В процессе производства восстановленного металла применение уплотняющей конструкции согласно настоящему изобретению у шнека для выравнивания материала и/или шнека для выгрузки продукции является чрезвычайно полезным, поскольку утечка газа из печи предотвращается и в течение многих часов может постоянно проводиться работа с высокой эффективностью использования энергии, потому что предотвращается проникновение в печь воздуха.
Краткое описание чертежей
На фиг.1(а) представлен вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, фиг.1(b) представляет вид в разрезе, взятый по линии А-А на фиг.1(а), а фиг.1(с) представляет вид в разрезе, взятый по линии В-В на фиг.1(а).
Фиг.2 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 представляет вид с частичным вертикальным разрезом уплотняющей конструкции для шнека для перемещения твердого вещества согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения.
Примеры выполнения изобретения
Теперь со ссылкой на чертежи будут описаны варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением.
[Первый вариант осуществления]
Фиг.1 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека для перемещения твердого вещества согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Здесь ссылочные позиции определены следующим образом: 1 - нагревательная печь; 2 - боковая стена нагревательной печи 1; 3 - шнек для перемещения твердого вещества; 4 - ведущий вал шнека 3 для перемещения твердого вещества; 5 - спиралевидная лопасть шнека 3 для перемещения твердого вещества; 6 - сквозное отверстие для ведущего вала шнека в боковой стене 2; 7 - опорное устройство; 8 - уплотнительный блок; 9 - подвижный щиток; 10 - отверстие скольжения для скольжения ведущего вала шнека в подвижном щитке 9; 11 - уплотнительный элемент.
Типы нагревательной печи 1, к которым применяется настоящее изобретение, предпочтительно включают в себя, но не ограничены этим, печь с подвижным подом типа карусельной печи для нагревания сыпучих или массивных твердых материалов. Например, настоящее изобретение можно применять к способу производства восстановленного металла (продукции), в том числе восстановленного железа, подавая спеченные куски оксида металла (исходного материала), например оксида железа, включающие в себя уголь в качестве углеродсодержащего восстановителя, или поставляя исходный материал без агломерации в нагревательную печь 1 и посредством последующего нагревания и восстановления исходного материала в нагревательной печи 1. В способе производства восстановленного металла в нагревательной печи 1, шнек 3 для перемещения твердого вещества имеет функцию выравнивания для равномерного рассредоточения исходного материала на поду, когда исходный материал подается в нагревательную печь 1, и имеет функцию выгрузки для выгрузки продукции. Во время работы шнека 3 для перемещения твердого вещества шнек 3 для перемещения твердого вещества должен обеспечивать возможность подъема при сохранении герметичности между шнеком для перемещения твердого вещества и нагревательной печью 1.
Поскольку уплотняющая конструкция нагревательной печи 1 согласно этому варианту осуществления имеет одинаковую конструкцию с обеих сторон в осевом направлении шнека, фиг.1-8 изображают конструкцию на одной боковой стенке 2 нагревательной печи 1 (то есть левую сторону на фиг.1(а)).
Как показано на фиг.1(а), в боковой стенке 2 нагревательной печи 1 предусмотрено сквозное отверстие 6 для ведущего вала шнека. Шнек 3 для перемещения твердого вещества (или упоминаемый в дальнейшем просто, как "шнек") проходит через сквозное отверстие 6 в боковой стенке 2. Шнек 3 по существу состоит из горизонтального ведущего вала 4 и спиралевидной лопасти 5, закрепленной на ведущем валу 4. Ведущий вал 4 проходит через сквозное отверстие 6 в боковых стенках 2, а выступающие концы вала, выступающего за боковые стенки 2, поддерживаются соответствующими поднимаемыми опорными устройствами 7, расположенными снаружи нагревательной печи 1. Каждое из опорных устройств 7 имеет подшипник вала (не показанный) для поддерживания ведущего вала 4. Опорные устройства 7 приводятся в действие энергией, например давлением масла, давлением воды и электричеством, чтобы поднимать ведущий вал 4.
Сквозное отверстие 6 для ведущего вала шнека имеет вертикальный размер, превышающий диаметр ведущего вала 4 по меньшей мере на амплитуду подъема шнека 3 (величина хода в вертикальном направлении), чтобы шнек 3 (ведущий вал 4) можно было поднимать в предварительно определенном диапазоне.
Как показано на фиг.1(b), уплотнительный блок 8 прикреплен на внешнем краю 6а сквозного отверстия 6 для ведущего вала шнека так, что окружает периферию сквозного отверстия 6. Подвижный щиток 9 расположен на внешней стороне уплотнительного блока 8 печи. Подвижный щиток 9 имеет отверстие 10 скольжения для скольжения ведущего вала шнека, таким образом ведущий вал 4 проходит через отверстие скольжения. Внутренний диаметр отверстия 10 скольжения слегка больше, чем наружный диаметр ведущего вала 4, чтобы способствовать вращению ведущего вала 4.
Как показано на фиг.1(а), уплотнительный блок 8 имеет углубление на внешней лицевой поверхности для прикрепления уплотнительного элемента 11, состоящего, например, из кольцевой насадки с термостойкой набивкой, и уплотнительный элемент 11 вставляют в углубление. Углубление окружает отверстие 10 и имеет, например, эллиптическую форму. Подвижный щиток 9 смещается относительно уплотнительного блока 8, в том месте где прикреплен уплотнительный элемент 11 так, чтобы подвижный щиток 9 был приведен в контакт с уплотнительным блоком 8 и все еще оставался подвижным в вертикальном направлении. Так как уплотнительный элемент 11 может быть закреплен, с тем чтобы между уплотнительным блоком 8 и подвижным щитком 9 поддерживалось уплотнение, способы крепления уплотнительного элемента 11 к уплотнительному блоку 8 или к подвижному щитку 9 не ограничены способами устанавливания уплотнительного элемента 11 в углубление, и углубление может быть не образовано.
Подвижный щиток 9 во время скольжения в вертикальном направлении сохраняет контакт со всей площадью кольцевого уплотнительного элемента 11. Следовательно, как показано на фиг.1(с), подвижный щиток 9 должен иметь достаточный размер, который превышает величину хода в вертикальном направлении.
С целью предотвращения тепловой деформации уплотнительного блока 8, участок, окружающий сквозное отверстие 6 для ведущего вала шнека на боковой стене 2 нагревательной печи 1, предпочтительно имеет теплоизолирующую конструкцию, образованную из огнеупорного материала, теплоизолирующего материала и т.п., или имеет систему панелей с водяным охлаждением. Подвижный щиток 9 предпочтительно имеет внутреннюю систему водяного охлаждения, чтобы предотвращать снижение уплотняющей характеристики, которое вызывается тепловым искажением находящейся в контакте лицевой поверхности 9а подвижного щитка 9 относительно уплотнительного элемента 11.
Как показано на фиг.1(b), в этом варианте осуществления к уплотнительному блоку 8 прикреплен один (единственный) кольцевой уплотнительный элемент 11. Однако для создания надежной герметизации можно использовать множество уплотняющих конструкций, содержащих два или больше уплотнительных элементов 11, установленных в уплотнительном блоке 8.
В этом варианте осуществления уплотнительный элемент 11 прикреплен к уплотнительному блоку 8. В качестве альтернативы уплотнительный элемент 11 может быть прикреплен к подвижному щитку 9. Когда уплотнительный элемент 11 прикреплен к подвижному щитку 9, уплотнительный элемент 11 перемещается одновременно со скольжением подвижного щитка 9 в вертикальном направлении. Следовательно, уплотнительный блок 9 должен быть достаточно большим в вертикальном направлении, чтобы сохранять контакт со всей площадью уплотнительного элемента 11. Поэтому уплотнительный элемент 11, прикрепленный к уплотнительному блоку 8, как показано в этом варианте осуществления, является предпочтительным с точки зрения стоимости.
В этом варианте осуществления уплотнительный элемент 11 выполнен между уплотнительным блоком 8 и подвижным щитком 9. Однако когда давление и температура в печи не столь высокие и необходимое уплотнение поддерживается простым контактом между уплотнительным блоком 8 и подвижным щитком 9, уплотнительный элемент 11 не является обязательным.
Поскольку уплотняющая конструкция для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно варианту осуществления позволяет изменять в вертикальном направлении относительное положение между уплотнительным блоком 8 и подвижным щитком 9 при сохранении воздухонепроницаемости, шнек 3 для перемещения твердого вещества может перемещаться в относительно большом диапазоне. Уплотняющая конструкция обеспечивает возможность работы печи в течение длительного времени с высокой безопасностью без утечки газа из внутренней части печи и с высокой эффективностью без протекания в печь воздуха.
Поскольку шнек для выравнивания исходного материала и/или шнек для выгрузки продукции можно легко поднимать во время работы, производство восстановленных металлов может быть непрерывным. Поэтому, исходный материал можно равномерно рассредоточивать на поду, а восстановленные металлы можно стабильно выгружать. Поскольку осадок на поду можно надежно удалять, возможен устойчивый режим работы в течение длительного периода времени.
В этом варианте осуществления, поскольку уплотнительный элемент 11 вставлен между уплотнительным блоком 8 и подвижным щитком 9, уплотнительный блок 8 и подвижный щиток 9 непосредственно в контакт друг с другом не входят. Следовательно, износ в этих деталях снижается, и может сохраняться достаточное уплотнение, даже когда между этими деталями образуется промежуток из-за тепловой деформации уплотнительного блока 8 и/или подвижного щитка 9.
[Второй вариант осуществления]
Фиг.2 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. В уплотнительном устройстве 13, согласно второму варианту осуществления, промежуток между отверстием 10 скольжения для скольжения ведущего вала шнека и ведущим валом 4 шнека 3 в первом варианте осуществления уплотнен с помощью уплотнительного элемента 14 вала.
Как описано в первом варианте осуществления, когда внутренний диаметр отверстия 10 скольжения для скольжения ведущего вала шнека слегка больше, чем диаметр ведущего вала 4 шнека 3, чтобы способствовать вращению ведущего вала 4, по существу гарантировано уплотнение. Когда требуется более герметичное уплотнение, например, когда перепад давления между внутренней частью печи и атмосферой большой, предпочтительным является уплотнительное устройство 13, показанное на фиг.2.
Как показано на фиг.2, уплотнительное устройство 13 включает в себя, например, уплотнительный элемент 14 вала, типа цилиндрической набивки насадки и кольцевого V-образного уплотнения, и опорный элемент 13а для поддерживания уплотнительного элемента 14 вала. Уплотнительный элемент 14 вала имеет внутренний диаметр, чтобы способствовать вращению ведущего вала 4, и имеет толщину, чтобы уплотнять промежуток между отверстием 10 и ведущим валом 4. Пространство, через которое уплотнительный элемент 14 вала продолжается, ступенчато уменьшается к внутреннему концу (к внутренней части печи), и опорный элемент 13а блокирует внешний конец уплотнительного элемента 14 вала от выступания с внутреннего конца промежутка (внутренней части печи), чтобы уплотнительный элемент 14 вала не отклонялся в осевом направлении при вращении ведущего вала 4.
В этом варианте осуществления уплотнительное устройство 13 гарантирует герметичность между отверстием 10 скольжения для скольжения ведущего вала шнека и ведущим валом 4, и необходимое уплотнение поддерживается, даже когда возникает большой перепад давления между внутренней частью печи и атмосферой.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как в первом варианте осуществления.
[Третий вариант осуществления]
Фиг.3 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Третий вариант осуществления отличается от второго варианта осуществления тем, что предусмотрены подъемный элемент 16, который зафиксирован на опорном устройстве 7 и перемещается вверх и вниз вместе с опорным устройством 7, и соединительное устройство 17, которое соединяет подъемный элемент 16 с подвижным щитком 9.
Как показано на фиг.3, подъемный элемент 16 включает в себя, например, раму, состоящую из продольного элемента 16а и поперечного элемента 16b. Поперечный элемент 16b выполнен выше нагревательной печи 1, продольный элемент 16а выполнен на боковой стороне нагревательной печи 1, и продольный элемент 16а и поперечный элемент 16b соединены вместе. Продольный элемент 16а закреплен на опорном устройстве 7.
Соединительное устройство 17 закреплено на поперечном элементе 16b и продолжается вниз. Подвижный щиток 9 подвешен от нижнего конца полосы соединительного устройства 17. Длина соединительного устройства 17 определена так, чтобы подвижный щиток 9 не нагружал ведущий вал 4 своим весом.
В этом варианте осуществления, поскольку подвижный щиток 9 поддерживается подъемным элементом 16 через соединительное устройство 17 и перемещается вверх и вниз в этом поддерживаемом состоянии, подвижный щиток 9 не нагружает ведущий вал 4 шнека 3 для перемещения твердого вещества и уплотнительный элемент 11 своим весом. В результате, износ ведущего вала 4 и уплотнительного элемента 11 снижается, и обеспечено необходимое уплотнение.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как во втором варианте осуществления.
[Четвертый вариант осуществления]
Фиг.4 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. В третьем варианте осуществления соединительное устройство 17 имеет жесткую объединенную конструкцию. В четвертом варианте осуществления соединительное устройство 17 с помощью шарнирных соединений шарнирно смонтировано и на подъемном элементе 16 и на подвижном щитке 9. Верхний конец соединительного устройства 17 шарнирно смонтирован на поперечном элементе 16b подъемного элемента 16, а нижний конец соединительного устройства 17 шарнирно смонтирован на подвижном щитке 9.
В показанной на фиг.3 конструкции согласно третьему варианту осуществления, подъемный элемент 16 и подвижный щиток 9 отклоняются через соединительное устройство 17, когда ведущий вал 4 отклоняется от горизонтального положения. Однако уплотнительный блок 8 не наклоняется, потому что он закреплен на боковой стене 2 нагревательной печи. В результате, между уплотнительным элементом 11 уплотнительного блока 8 и находящейся в контакте лицевой поверхностью 9а подвижного щитка 9 легко может образоваться промежуток, и адекватное уплотнение не может быть достигнуто.
С другой стороны, в этом четвертом варианте осуществления, как показано на фиг.4, наклон подъемного элемента 16 не влияет на соединительное устройство 17 из-за применения шарнирных соединений. Поэтому находящаяся в контакте лицевая поверхность 9а подвижного щитка 9 независимо перемещается относительно ведущего вала 4, когда ведущий вал 4 наклонен, и уплотнение между находящейся в контакте лицевой поверхностью 9а и уплотнительным элементом 11 обеспечивается постоянно. В результате, даже когда ведущий вал 4 отклоняется от горизонтального положения в соответствии с подъемом шнека 3 для перемещения твердого вещества, необходимое уплотнение между уплотнительным элементом 11 и находящейся в контакте лицевой поверхностью 9а подвижного щитка 9 может быть высоконадежным.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как в третьем варианте осуществления.
[Пятый вариант осуществления]
Фиг.5 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения. В четвертом варианте осуществления уплотнительное устройство 13 непосредственно закреплено по отверстию 10 скольжения для скольжения ведущего вала шнека подвижного щитка 9. В этом пятом варианте осуществления уплотнительное устройство 13 соединено с подвижным щитком 9 с помощью сильфонного компенсатора 18.
В показанной на фиг.4 конструкции согласно четвертому варианту осуществления, подвижный щиток 9 шарнирно смонтирован на подъемном элементе 16 через соединительное устройство 17, а опорный элемент 13а уплотнительного устройства 13 закреплен непосредственно на подвижном щитке 9. Следовательно, даже когда ведущий вал 4 отклонен от горизонтального положения, находящаяся в контакте лицевая поверхность 9а подвижного щитка 9 по существу не наклонена, и уплотнительное устройство 13 по существу не наклонено. В результате, когда ведущий вал 4 наклонен, происходит смещение от центра между уплотнительным устройством 13 и ведущим валом 4. Когда угол наклона ведущего вала 4 от горизонтального положения сравнительно маленький, уплотнительный элемент 14 вала деформируется, поглощая отклонение от центра, и поддерживается необходимое уплотнение между подвижным щитком 9 и ведущим валом 4. Однако когда угол наклона большой, уплотнительный элемент 14 вала не может поглощать отклонение от центра из-за ограничения в приемлемом диапазоне деформирования уплотнительного элемента 14 вала. В результате, ведущий вал 4 может быть чрезмерно нагружен.
С другой стороны, в варианте осуществления, показанном на фиг.5, поскольку уплотнительное устройство 13 и подвижный щиток 9 соединены с помощью втягивающегося сильфонного компенсатора 18, отклонение от центра может поглощаться деформацией сильфонного компенсатора 18, даже когда угол наклона большой. Поэтому герметичность значительно улучшена. Кроме того, можно избегать чрезмерной нагрузки ведущего вала 4.
Когда ведущий вал 4 вращается, трение скольжения уплотнительного устройства 13 вызывает кручение сильфонного компенсатора 18. Это может повреждать сильфонный компенсатор 18. Поэтому между подвижным щитком 9 и уплотнительным устройством 13 предпочтительно установлен фрикционный амортизатор (не показанный) для поглощения трения скольжения, чтобы непосредственно на сильфонном компенсаторе 18 кручение не производилось.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как в четвертом варианте осуществления.
[Шестой вариант осуществления]
Фиг.6 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения. В этом шестом варианте осуществления предусмотрено смещающее устройство 19 для смещения подвижного щитка 9 к уплотнительному блоку 8.
Как показано на фиг.6, смещающее устройство 19, например, закреплено на продольном элементе 16а подъемного элемента 16. Смещающее устройство 19 смещает лицевую поверхность, которая обращена к печи, подвижного щитка 9 к уплотнительному блоку 8, используя движущую силу, типа гидравлического давления и давления воздуха или силы сжатия пружины (не показанной). Предпочтительно ведущий вал 4 окружает множество смещающих устройств 19 так, чтобы подвижный щиток 9 одинаково смещался относительно уплотнительного блока 8.
В шестом варианте осуществления, поскольку смещающее устройство 19 предусмотрено для смещения подвижного щитка 9 к уплотнительному блоку 8, гарантирована более высокая герметичность между подвижным щитком 9 и уплотнительным блоком 8.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как в третьем варианте осуществления.
[Седьмой вариант осуществления]
Фиг.7 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения. В седьмом варианте осуществления на уплотнительном блоке 8 смонтированы два кольцевых уплотнительных элемента 11 и 11' и предусмотрен канал 20 инертного газа для введения инертного газа в пространство между этими двумя уплотнительными элементами 11 и 11'. Вытяжной канал 20 для инертного газа предусмотрен в уплотнительном блоке 8.
Как показано на фиг.7, два кольцевых углубления образованы на лицевой поверхности, которая обращена к находящейся в контакте лицевой поверхности 9а подвижного щитка 9, уплотнительного блока 8. Уплотнительные элементы 11 и 11' входят без зазора в кольцевые углубления, соответственно. В этом варианте осуществления внутренний уплотнительный элемент 11 обращен к внутренней части печи, а внешний уплотнительный элемент 11' обращен к внешней части печи. Выходное отверстие 22 канала 20 для инертного газа, предназначенное для продувки инертным газом, образовано между двумя кольцевыми углублениями. В качестве примера инертного газа предпочтительно используют азот под давлением.
В этом седьмом варианте осуществления, когда уплотнительный элемент 11, расположенный с внутренней стороны (обращенной к внутренней части печи), портится от тепла, пыли и т.п., и когда характеристика уплотнения между уплотнительным элементом 11 и находящейся в контакте лицевой поверхностью 9а подвижного щитка 9 снижается, инертный газ под давлением вдувают в печь через участок, на котором характеристика уплотнения снижена. В результате, поддерживается уплотнение между внешней частью и внутренней частью печи, и дальнейшее ухудшение уплотнительных элементов 11 и 11' предотвращается. В этом варианте осуществления используются два уплотнительных элемента 11 и 11', но количество уплотнительных элементов неограничено. Могут быть смонтированы три или больше уплотнительных элементов 11, 11' и т.п., и выходные отверстия для инертного газа могут быть выполнены в каждом пространстве между каждым уплотнительным элементом 11, 11' и т.п.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как во втором варианте осуществления.
[Восьмой вариант осуществления]
Фиг.8 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 для перемещения твердого вещества согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения. Подвижный щиток 9 в этом восьмом варианте осуществления состоит по существу из комбинации двух элементов 9а и 9b подвижного щитка. В восьмом варианте осуществления, поскольку часть элементов подвижного щитка (элемент 9b подвижного щитка) являются съемными, во время технического обслуживания шнек 3 для перемещения твердого вещества можно легко извлекать из нагревательной печи 1.
Как показано на фиг.8, внутренний диаметр отверстия элемента 9а подвижного щитка приблизительно такой же, как наружный диаметр элемента 9b подвижного щитка, и больше, чем наружный диаметр спиралевидной лопасти 5 шнека 3.
С помощью такой конструкции элемент 9b подвижного щитка можно отделять от ведущего вала, и спиралевидная лопасть 5 шнека 3 может проходить через отверстие элемента 9а подвижного щитка. Следовательно, шнек 3 можно легко удалять из нагревательной печи 1.
Поэтому в восьмом варианте осуществления, поскольку техническое обслуживание шнека 3 для перемещения твердого вещества можно легко выполнять, часы работы сокращаются, а производительность увеличивается.
Элементом 9b подвижного щитка может быть единственный кольцевой компонент, или могут быть два отдельных компонента. При такой разъединяемой конструкции элемент 9b подвижного щитка можно легко прикреплять к ведущему валу 4 шнека 3 и удалять с него. Следовательно, технологичность дополнительно увеличивается.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как в первом варианте осуществления.
[Девятый вариант осуществления]
Фиг.9 иллюстрирует уплотняющую конструкцию для шнека 3 перемещения твердого вещества согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения. В девятом варианте осуществления подъемные элементы 16, которые расположены с обеих сторон нагревательной печи 1, как показано, например, на фиг.3, иллюстрирующей третий вариант осуществления, выполнены за одно целое друг с другом.
Как показано на фиг.9, подъемные элементы 16 с обеих сторон печи предпочтительно объединены поперечным элементом 16b. Продольные элементы 16а соединены с обоими концами поперечного элемента 16b, образуя имеющий форму заслонки подъемный элемент 16.
Опорное устройство 7 и привод 21 подъема соединены штифтом. Штифт предпочтительно продолжается через отверстие для введения штифта, которое имеет эллиптическую форму с большим диаметром в горизонтальном направлении. При такой конструкции, даже когда ведущий вал 4 шнека 3 перемещения твердого вещества наклонен и горизонтальное расстояние между опорными устройствами 7 на этих двух сторонах (между подшипниками вала на этих двух сторонах) изменяется, изменение в горизонтальном расстоянии между двумя опорными устройствами может поглощаться соединяющей конструкцией из двух приводов 21 подъема.
Поэтому в девятом варианте осуществления, поскольку ведущий вал 4 и опорные устройства 7 ведущего вала 4, расположенные с обеих внешних сторон печи, двигаются как единое целое, опорные устройства 7 существенно не нагружены, даже когда ведущий вал 4 шнека 3 перемещения твердого вещества отклонен от горизонтального положения.
Другие конструкции, функции и преимущества являются такими же, как в третьем варианте осуществления.
Промышленная применимость
Как описано выше, настоящее изобретение можно применять для уплотнения промежутков между сквозными отверстиями для ведущего вала шнека нагревательной печи и поднимаемым шнеком для перемещения твердого вещества, расположенным в нагревательной печи для нагревания твердых материалов.
Изобретение относится к уплотняющей конструкции для шнека для подачи твердого вещества, в частности шнека для выравнивания исходного материала и шнека для выгрузки продукции, установленного в нагревательной печи, способная поднимать шнек подачи твердого вещества при гарантированном обеспечении герметичности нагревательной печи даже во время работы. Ведущий вал шнека для подачи твердого вещества проходит через сквозные отверстия, образованные в обеих боковых стенах нагревательной печи, и поддерживается на поднимаемых опорных устройствах, установленных на обеих внешних сторонах печи. Конструкция предусматривает уплотнительные блоки, установленные снаружи печи на внешних краях сквозных отверстий, которые окружают сквозные отверстия снаружи по периферии, и подвижные щитки, имеющие отверстия для скольжения ведущего вала шнека. Подвижные щитки приведены в контакт с уплотнительными блоками через уплотнительные элементы при сохранении возможности перемещения в вертикальном направлении. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
| Перекатываемый затвор для водоемов | 1922 |
|
SU2001A1 |
| Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
| ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ | 1988 |
|
SU1573962A1 |
| РАЗГРУЗОЧНЫЙ ШНЕК | 1998 |
|
RU2192592C2 |
