ЛОТКОВОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОЛОШНИКА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ С СИНХРОННЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2009 года по МПК C21B7/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к лотковому распределительному устройству, в частности к бесконусному колошнику доменной печи с лотковым распределительным устройством.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Лотковое распределительное устройство служит для загрузки доменной печи. В настоящее время известны несколько способов управления лотковым распределительным устройством, а именно: за счет изменения скорости вращения планетарной передачи, с помощью гидравлики, различных видов цепного или механического привода. Эти распределительные устройства способны осуществлять гибкое и равномерное распределение, имеют высокую надежность и компактную конструкцию в сравнении с ранними образцами подобного типа. С момента своего появления они получили широкое распространение в доменных печах. Однако все они имеют недостатки. Распределительно-приводное устройство, использующее изменение скорости вращения планетарной передачи, отличается сложностью конструкции и высокими производственными и операционными расходами, а также расходами на техническое обслуживание. Гидравлическое распределительно-приводное устройство отличается громоздкой конструкцией с высокими затратами на монтаж и операционными затратами. Для варианта с кабельным управлением характерны проблемы с надежностью, вызванные скручиванием и истиранием. Вариант управления с помощью одинарного механического рычага имеет простую конструкцию, однако его направляющая обычно изношена и надорвана с одной стороны, что снижает точность управления из-за радиальной силы, возникающей в тяговом обруче при поднятии, т.к. поднятие осуществляется одинарным рычагом в двух точках. Кроме того, все названные устройства недостаточно герметичны.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является преодоление недостатков известных устройств лоткового распределительного устройства колошника доменной печи и создание распределительного устройства, имеющего более рациональную конструкцию, не создающего радиальной силы при поднятии, не приводящего к износу и надрывам с одной стороны направляющей, имеющего небольшой размер и малую высоту и с хорошей герметизацией.

Далее раскрыто техническое решение поставленной выше задачи, в соответствии с настоящим изобретением.

Лотковое распределительное устройство колошника доменной печи, в соответствии с настоящим изобретением, включает герметичный цилиндрический кожух, состоящий из камеры, охлаждаемого водой поддона и верхней крышки. Выходная шестерня редуктора, закрепленная на верхней крышке, входит в зацепление с имеющим наружные зубья верхним подшипником поворота, закрепленным во внутренней верхней крышке таким образом, что вращающийся рукав, соединенный с верхним подшипником поворота, приводится в движение и вращается. Лоток расположен в нижней части вращающегося рукава и соединен с ним с двух сторон посредством цапф, что обеспечивает вращение лотка. Редуктор, расположенный снаружи камеры, приводит в движение два вала, заставляя их синхронно поворачиваться в противоположных или обратных направлениях. На двух валах размещены соответственно четыре приводных плеча, соединенные с четырьмя точками подвешивания тягового обруча посредством соединительных тяг. Контактные ролики, прикрепленные к тяговому обручу, взаимодействуют с препятствующей вращению направляющей скольжения, установленной на внутренней стенке камеры, обеспечивая, таким образом, движение вверх-вниз и возвратно-поступательное движение. Тяговый обруч соединен с внешним кольцом нижнего подшипника поворота. На внутреннем кольце нижнего подшипника поворота помещен блок регулировочных колес. Регулировочные колеса взаимодействуют с вертикальным лотком на наружной стенке вращающегося рукава, обеспечивая синхронное вращательное движение нижнего подшипника поворота и вращающегося рукава. Соединенные с лотком цапфы связаны с кривошипом. На другом конце каждого кривошипа выполнен ролик, взаимодействующий с вытянутым пазом, имеющимся в каркасе внутреннего кольца нижнего подшипника поворота. Возвратно-поступательное движение тягового обруча вверх и вниз обеспечивает опрокидывание лотка. Поэтому лоток может или только вращаться, или только опрокидываться, или опрокидываться и вращаться одновременно. Дополнительно, может быть реализовано распределение в заданной точке, веерное распределение, однокольцевое распределение и многокольцевое распределение.

Предусмотрен держатель уплотнения, прилегающий к внешней цилиндрической поверхности охлаждаемого водой поддона. Промежуток между внешней цилиндрической поверхностью держателя уплотнения и внутренней цилиндрической поверхностью крышки гидравлического уплотнения вращающегося рукава герметизирован тремя эластичными уплотнительными кольцами в средней части держателя уплотнения. Герметизация области между верхним торцом держателя уплотнения и верхней поверхностью крышки гидравлического уплотнения вращающегося рукава производится посредством двух уплотнительных колец, первое кольцо - газовая изолирующая кольцевая завеса из азота, и второе - плавающее магнитное герметизирующее кольцо. Далее, на внутренней и наружной цилиндрических поверхностях держателя уплотнения выполнены два кольцевых паза, заполненные асбестовым уплотнением. В держателе уплотнения имеются канал машинного масла и масляное отверстие, сообщающиеся с кольцевыми пазами.

Настоящее изобретение предоставляет следующие преимущества:

опрокидывание лотка реализовано с помощью редуктора двигателя, установленного снаружи кожуха и заставляющего два вала синхронно поворачиваться в противоположных или обратных направлениях, и четырехточечного шарнирного соединения соединительных тяг и тягового обруча посредством приводных плеч. Благодаря применению симметричного привода с двумя валами, радиальные силы, создаваемые при движении тягового обруча вверх и вниз, могут уравновешивать друг друга. Кроме того, благодаря тому, что четыре соединительные тяги направляют тяговый обруч, он не отклоняется при движении вверх-вниз. В дополнение, поскольку пара вращающихся колес исключена, высота устройства может быть существенно уменьшена, что повышает стабильность при эксплуатации. Благодаря тому, что обычные лабиринтное и упругое уплотнения дополнены плавающим магнитным герметизирующим кольцом, создается единое комбинированное уплотнение, в котором присутствуют газовая изолирующая кольцевая завеса из азота и плавающее магнитное уплотнение. В связи с этим, герметизирующие свойства заметно улучшены, существенно уменьшено потребление азота и увеличен срок службы устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 изображена конструкция согласно настоящему изобретению;

на Фиг.2 изображен вид сверху представленной на фиг.1 конструкции;

на Фиг.3 изображена конструкция герметизирующего узла.

КОНКРЕТНЫЙ ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как видно из Фиг.1 и 2, конструкция, согласно настоящему изобретению, включает камеру 2 и герметичный цилиндрический кожух, состоящий из охлаждаемого водой поддона 5 и верхней крышки 1. Внутри герметичного цилиндрического кожуха размещены верхний подшипник 16 поворота, вращающийся рукав 17, лоток 12, кривошип 11, каркас 9, цапфы 23, тяговый обруч 6, блок 22 регулировочных колес, направляющая 3 и нижний подшипник 7 поворота. Внутреннее кольцо верхнего подшипника 16 поворота имеет общий центр с подающей трубой 19. Внутреннее кольцо верхнего подшипника 16 поворота соединено с верхней крышкой 1. Внешнее кольцо верхнего подшипника 16 поворота соединено с вращающимся рукавом 17. Имеющиеся на внешнем кольце верхнего подшипника 16 поворота наружные зубья выполнены с возможностью зацепления с выходной шестерней редуктора на верхней крышке 1 для обеспечения привода вращающегося рукава 17. Лоток 12 для сообщения ему вращения связан с вращающимся рукавом 17 посредством цапф 23. В камеру помещены два параллельных вала 15 и 20. Четыре приводных плеча 21а, 21b, 21с и 21d прикреплены к валам 15 и 20 соответственно. Каждое из приводных плеч соединено с тяговым обручем 6 посредством соединительной тяги 14. Тяговый обруч 6 соединен с внешним кольцом нижнего подшипника 7 поворота. Контактные ролики 4, установленные на тяговом обруче 6, взаимодействуют с вертикальной направляющей, выполненной на внутренней стенке камеры 2. Блок 22 регулировочных колес установлен на внутреннем кольце нижнего подшипника 7 поворота. Регулировочные колеса 13 блока 22 взаимодействуют с вертикальным лотком, расположенным на наружной стенке вращающегося рукава 17 для обеспечения синхронного вращения внутреннего кольца нижнего подшипника 7 поворота и вращающегося рукава 17. Цапфы 23 соединены с кривошипами 11. На другом конце каждого кривошипа 11 выполнен ролик, взаимодействующий с вытянутым пазом, имеющимся в каркасе 9 внутреннего кольца нижнего подшипника 7 поворота. Между внутренней стенкой вращающегося рукава 17 и наружной стенкой подающей трубы 19 выполнено герметизирующее устройство 18. Между нижней частью вращающегося рукава 17 и охлаждаемым водой поддоном 5 выполнено герметизирующее устройство 8.

В лотковом распределительном устройстве с двуплечими рычагами и четырьмя точками подвешивания, согласно настоящему изобретению, два приводных плеча 21а, 21b прикреплены к валу 20, а два других приводных плеча 21с и 21d - к другому валу 15. Они связаны посредством соединительных тяг 14 с четырьмя точками подвешивания тягового обруча 6. Расположенные на тяговом обруче 6 контактные ролики 4 взаимодействуют с препятствующей вращению направляющей, установленной на внутренней стенке камеры. Опрокидывание лотка происходит за счет того, что редуктор, установленный снаружи камеры заставляет оба вала качаться синхронно в противоположных или обратных направлениях, обеспечивая движение вверх-вниз и возвратно-поступательное движение тягового обруча 6 через соединение четырех приводных плеч 21, соединительной тяги 14 и тягового обруча 6. Тяговый обруч 6 соединен с внешним кольцом нижнего подшипника 7 поворота. Внутреннее кольцо нижнего подшипника 7 поворота связано с каркасом 9. Связанные с лотком 12 цапфы 23 взаимодействуют посредством кривошипа 11 с каркасом 9 для обеспечения опрокидывания лотка 12.

В нижних частях наружной и внутренней цилиндрической поверхности держателя 31 уплотнения, соответственно предусмотрен плоский кольцевой паз 34. Два кольцевых паза выполнены в верхнем торце держателя 31 уплотнения. Азот в газообразном состоянии проходит через отверстие 46 для азота во внутренний паз для создания газовой изолирующей кольцевой завесы 45 из азота. В наружном пазу предусмотрено плавающее магнитное герметизирующее кольцо 44. Во внутренний паз 34 помещено уплотняющее кольцо 35. В средней части наружной цилиндрической поверхности держателя 31 уплотнения, выполнены три глубоких кольцевых паза 36. В пазы 36 помещены замыкающие эластичные уплотняющие кольца 37. Масляное отверстие 38, выполненное в держателе 31 уплотнения, сообщается с каналом 39 машинного масла, находящимся в охлаждаемом водой поддоне 5.

Плавающее магнитное герметизирующее кольцо - это выполненный из чугуна с шаровидным графитом кольцевой элемент 44. В одном из его торцов выполнены двадцать четыре отверстия диаметром 10 и глубиной 16 с помещенными в них постоянными магнитами 47. На одном торце каждого постоянного магнита выполнена отделенная магнитом прокладка 48. На другом торце каждого постоянного магнита в плоскую верхнюю канавку в крышке гидравлического уплотнения вращающегося рукава 17 помещен выполненный из чугуна с шаровидным графитом кольцевой элемент 44, удерживаемый постоянным магнитом 47.

Настоящее изобретение относится к металлургии, в частности к загрузочному устройству доменной печи. Устройство содержит установленные в камере два параллельных вала с четырьмя приводными плечами, герметизирующее устройство, вращающийся рукав, лоток, кривошип, цапфы, тяговый обруч. Два приводных плеча прикреплены к одному валу и два других приводных плеча - к другому валу. Посредством четырех точек подвешивания соединительных тяг они связаны с тяговым обручем. Благодаря соединению четырех приводных плеч, соединительных тяг и тягового обруча обеспечивается движение вверх-вниз и возвратно-поступательное движение тягового обруча. Благодаря применению четырех соединительных тяг, приводящих в движение тяговый обруч, он не отклоняется при движении вверх и вниз. Обычное уплотнение дополнено плавающим магнитным герметизирующим кольцом, что позволило существенно повысить герметичность устройства. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Лотковое двухкоромысловое распределительное устройство колошника доменной печи с синхронным приводом и четырьмя точками подвешивания, содержащее герметичный цилиндрический кожух, включающий верхний подшипник (16) поворота, вращающийся рукав (17), лоток (12), кривошип (11), каркас (9), цапфы (23), тяговый обруч (6), блок (22) регулировочных колес, направляющую (3) и нижний подшипник (7) поворота, причем внутреннее кольцо верхнего подшипника (16) поворота соединено с верхней крышкой (1), внешнее кольцо верхнего подшипника (16) поворота соединено с вращающимся рукавом (17), наружные зубья внешнего кольца верхнего подшипника (16) поворота находятся в зацеплении с выходной шестерней редуктора, расположенного на верхней крышке (1) для обеспечения вращения вращающегося рукава (17), лоток (12) с двух сторон связан с вращающимся рукавом (17) посредством цапф (23), отличающееся тем, что оно содержит установленные в камере два параллельных вала (15, 20) с четырьмя приводными плечами (21а, 21b, 21с и 21d), прикрепленными к валам (15, 20), причем каждое приводное плечо шарнирно соединено с тяговым обручем (6) посредством соединительной тяги (14), тяговый обруч (6) соединен с внешним кольцом нижнего подшипника (7) поворота, контактные ролики (4), установленные на тяговом обруче (6) и взаимодействующие с вертикальной направляющей, выполненной на внутренней стенке камеры (2), блок (22) регулировочных колес, прикрепленный к внутреннему кольцу нижнего подшипника (7) поворота и имеющий регулировочные колеса (13), взаимодействующие с вертикальным лотком, расположенным на внешней стенке вращающегося рукава (17), при этом цапфы (23) соединены с кривошипом (11), имеющим на другом своем конце ролик, взаимодействующий с вытянутым пазом, выполненным в каркасе (9) внутреннего кольца нижнего подшипника (7) поворота, между внутренней стенкой вращающегося рукава (17) и наружной стенкой подающей трубы имеется герметизирующее устройство (18), а между нижней частью вращающегося рукава (17) и охлаждаемым водой поддоном (5) установлено герметизирующее устройство (8).

2. Лотковое двухкоромысловое распределительное устройство колошника доменной печи с синхронным приводом и четырьмя точками подвешивания по п.1, отличающееся тем, что оно содержит два приводных плеча (21а, 21b), прикрепленных к валу (20), и два других приводных плеча (21с, 21d) - к другому валу (15), при этом приводные плечи связаны посредством соединительных тяг (14) с четырьмя точками подвешивания тягового обруча (6), контактные ролики (4), расположенные на тяговом обруче (6), взаимодействуют с препятствующей вращению направляющей, установленной на внутренней стенке камеры для обеспечения движения вверх-вниз и возвратно-поступательного движения тягового обруча (6), причем тяговый обруч (6) соединен с внешним кольцом нижнего подшипника (7) поворота.

3. Лотковое двухкоромысловое распределительное устройство колошника доменной печи с синхронным приводом и четырьмя точками подвешивания по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что упомянутые герметизирующие устройства (8, 18) содержат держатель (31) уплотнения, установленный с прилеганием к наружной цилиндрической поверхности охлаждаемого водой поддона (5), причем уплотнение между наружной цилиндрической поверхностью держателя (31) уплотнения и внутренней поверхностью цилиндра крышки гидравлического уплотнения вращающегося рукава (17) выполнено в виде трех эластичных уплотнительных колец в средней части держателя (31) уплотнения, между верхним торцом держателя (31) уплотнения и верхней поверхностью крышки гидравлического уплотнения вращающегося рукава (17) выполнены два уплотнительных кольца, первое из которых представляет собой азотную газовую изолирующую кольцевую завесу (45), а второе - плавающее магнитное герметизирующее кольцо, при этом на внутренней и наружной цилиндрических поверхностях держателя (31) уплотнения выполнены два кольцевых паза, заполненных асбестовым уплотнением, причем в держателе (31) уплотнения выполнены канал машинного масла (39) и масляное отверстие (38), сообщающиеся с кольцевыми пазами.

4. Лотковое двухкоромысловое распределительное устройство колошника доменной печи с синхронным приводом и четырьмя точками подвешивания по п.3, отличающееся тем, что в нижних частях наружной и внутренней цилиндрических поверхностей держателя (31) уплотнения выполнены плоские кольцевые пазы (34), в верхнем торце держателя (31) уплотнения выполнены два кольцевых паза, причем во внутренний паз через отверстие (46) для азота поступает азот в газообразном состоянии для создания изолирующей азотной газовой кольцевой завесы (45), в наружном пазу выполнено плавающее магнитное герметизирующее кольцо (44), во внутренний паз (34) помещено уплотняющее кольцо (35), в средней части наружной цилиндрической поверхности держателя 31 уплотнения предусмотрены три глубоких кольцевых паза (36) с помещенными в них замыкающими эластичными уплотняющими кольцами (37), масляное отверстие (38), выполненное в держателе 31 уплотнения, сообщено с каналом (39) машинного масла, выполненном в охлаждаемом водой поддоне (5).

5. Лотковое двухкоромысловое распределительное устройство колошника доменной печи с синхронным приводом и четырьмя точками подвешивания по п.3, отличающееся тем, что плавающее магнитное герметизирующее кольцо представляет собой выполненный из чугуна с шаровидным графитом кольцевой элемент (44), на одном из торцов которого выполнены двадцать четыре отверстия диаметром 10 и глубиной 16 с помещенными в них постоянными магнитами (47), причем на одном торце каждого постоянного магнита установлена отделенная магнитом прокладка (48), на другом торце постоянного магнита в плоскую верхнюю канавку в крышке гидравлического уплотнения вращающегося рукава (17) помещен выполненный из чугуна с шаровидным графитом кольцевой элемент (44), удерживаемый постоянным магнитом (47).