ЗАГРУЗОЧНАЯ УСТАНОВКА ШАХТНОЙ ПЕЧИ С ПРИВОДНЫМ МЕХАНИЗМОМ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ЛОТКА Российский патент 2013 года по МПК C21B7/20 F27B1/20 

Область техники

В общем, данное изобретение относится к загрузочной установке для шахтной печи, особенно для доменной печи. Более конкретно, оно относится к приводному механизму, который используется в этом типе загрузочной установки для работы распределительного лотка для распределения сыпучего шихтового материала внутри печи.

Уровень техники

Загрузочная установка для шахтной печи с приводным механизмом для вращающегося и поворачивающегося распределительного лотка описана в патенте США 3,814,403. Этот приводной механизм имеет вращающееся опорное устройство, которое поддерживается закрепленной конструкцией и может поддерживать распределительный лоток. Он включает в себя главный приводной двигатель и вспомогательный приводной двигатель, соответственно, для передачи вращения вокруг горизонтальной оси на вращающееся опорное устройство и поворотного движения вокруг горизонтальной оси к распределительному лотку. Для передачи вращения на опорно-поворотное устройство, первое трансмиссионное устройство эксплуатационно соединяет главный приводной двигатель с первым кольцевым зубчатым колесом, которое жестко соединено с опорно-поворотным устройством. Выполненное с возможностью независимого вращения второе кольцевое зубчатое колесо установлено на опорно-поворотном устройстве и эксплуатационно сочленено с вспомогательным приводным двигателем посредством второго трансмиссионного устройства. Третье трансмиссионное устройство, которое поддерживается опорно-поворотным устройством, эксплуатационно сочленяет второе кольцевое зубчатое колесо с распределительным лотком для регулировки поворотного положения последнего. В приводном механизме патента США 3,814,403 эпициклический солнечно-планетарный механизм, именуемый в разговорной форме планетарным механизмом, образует часть второго трансмиссионного устройства, которое эксплуатационно сочленяет вспомогательный приводной двигатель со вторым зубчатым колесом. Вместе с приводными двигателями эпициклический планетарный механизм поддерживается закрепленной конструкцией. Планетарный механизм обеспечивает идентичную скорость вращения второго кольцевого зубчатого колеса и опорно-поворотного устройства посредством только главного приводного двигателя, то есть без необходимости приведения в действие вспомогательного приводного двигателя, наряду с обеспечением дифференциального вращения между вторым кольцевым зубчатым колесом и опорно-поворотным устройством, которое вырабатывается приведением в действие вспомогательного приводного двигателя.

С помощью загрузочной установки, как в целом описано в патенте США 3,814,403, является возможным направлять сыпучий материал (шихту) практически в любую точку загрузочной поверхности (уровня засыпи) посредством вращения лотка вокруг вертикальной оси печи и изменяя угол наклона лотка за счет поворота относительно горизонтальной оси. Кроме других преимуществ вышеназванный тип загрузочной установки позволяет осуществлять большое разнообразие профилей загрузки благодаря своей разносторонности в распределении шихты на загрузочной поверхности. В результате загрузочные установки этого типа нашли широкое применение в течение последних десятилетий.

Принимая во внимание тяжелый и долгосрочный режим работы во время эксплуатации печи, приводному механизму загрузочной установки необходимы очень надежные и износостойкие части, особенно в отношении планетарного механизма, который является ключевым компонентом механизма. Так как на долю приводного механизма приходится значительная часть общей стоимости загрузочной установки, желательно найти решение, которое обеспечивало бы экономию затрат посредством предъявления менее строгих требований к приводному механизму в целом и к планетарному механизму прежде всего.

Техническая проблема

Соответственно, первой целью данного изобретения является разработка приводного механизма для загрузочной установки шахтной печи, который сконфигурирован так, что к нему предъявляются менее строгие требования касательно его составных частей.

Общее описание изобретения

В общем, данное изобретение относится к загрузочной установке шахтной печи с приводным механизмом для распределительного лотка, обычно для вращающегося и выполненного с возможностью поворота распределительного лотка. Более конкретно, приводной механизм содержит опорно-поворотное устройство для поддержки распределительного лотка, так что последний может вращаться, обычно вокруг вертикальной оси вращения, и закрепленную конструкцию для вращательной поддержки этого опорно-поворотного устройства. Далее он содержит главный приводной двигатель, используемый для вращения лотка, и вспомогательный приводной двигатель, используемый для регулировки положения лотка, обычно положения поворота вокруг горизонтальной оси, относительно опорно-поворотного устройства. Оба двигателя установлены на закрепленной конструкции. Также приводной механизм содержит первое, второе и третье трансмиссионные устройства. Первое трансмиссионное устройство эксплуатационно сочленяет главный приводной двигатель с первым кольцевым зубчатым колесом, жестко соединенным с опорно-поворотным устройством, для передачи вращательного движения на опорно-поворотное устройство вокруг оси вращения, обычно вертикальной оси шахтной печи. Второе трансмиссионное устройство эксплуатационно сочленяет вспомогательный приводной двигатель со вторым кольцевым зубчатым колесом, которое выполнено с возможностью независимого вращения вокруг оси вращения. Третье трансмиссионное устройство поддерживается опорно-поворотным устройством и эксплуатационно сочленяет второе кольцевое зубчатое колесо с распределительным лотком для регулировки положения распределительного лотка, обычно положения поворота вокруг горизонтальной оси.

Для достижения первой цели данное изобретение предлагает, что третье трансмиссионное устройство содержит по меньшей мере один планетарный механизм, который поддерживается опорно-поворотным устройством и который эксплуатационно сочленен с третьим кольцевым зубчатым колесом, жестко соединенным с закрепленной конструкцией. Предложенный планетарный механизм имеет входной вал, расположенный так, чтобы быть приводимым в движение вторым кольцевым зубчатым колесом, и выходной вал, расположенный для регулировки положения распределительного лотка.

Благодаря предложенной конфигурации, в которой планетарный механизм образует часть опорно-поворотного устройства, снижается общий износ определенных компонентов механизма. Это, прежде всего, применимо к компонентам одного или более планетарных механизмов. Соответственно, получают конструкцию с менее жесткими требованиями относительно износостойкости. Кроме того, предложенная конфигурация позволяет сэкономить конструкционное пространство, так как планетарный механизм больше не нужно располагать на верху фиксированной конструкции. Кроме того, в случае, если второе кольцевое зубчатое колесо с возможностью вращения поддерживается на неподвижной цилиндрической опоре, прикрепленной к закрепленной конструкции, подшипник качения, необходимый для выполненного с возможностью независимого вращения второго кольцевого зубчатого колеса, находится под нагрузкой и вращается только в том случае, если положение лотка изменено посредством второго и третьего трансмиссионного устройства с помощью вспомогательного двигателя.

Согласно предпочтительному варианту осуществлению изобретения планетарный механизм содержит водило планетарной передачи, которое входит в зацепление с третьим кольцевым зубчатым колесом. В последнем случае также по конструктивным причинам является предпочтительным, чтобы кольцевая шестерня жестко соединялось с входным валом для приведения в действие с помощью последнего, и солнечная шестерня жестко соединялась с выходным валом для приведения в действие последнего. Эта конфигурация позволяет осуществлять практическое передаточное число на уровне второго кольцевого зубчатого колеса и водила планетарного ряда. Для того чтобы упростить установку передаточного числа на уровне второго кольцевого зубчатого колеса посредством выбора легкодоступной конструкции шестерни, входной вал предпочтительно соединен с входной шестерней, которая входит в зацепление со вторым кольцевым зубчатым колесом. Предпочтительно, передаточное число между входной шестерней и вторым кольцевым зубчатым колесом и передаточное число между водилом планетарной передачи и третьим кольцевым зубчатым колесом используются как изменяемые расчетные параметры так, чтобы для осуществления изобретения могла использоваться легко доступная конструкция планетарной передачи. В этом случае, эти передаточные числа можно легко выбрать таким образом, что солнечная шестерня остается неподвижной, то есть стационарной относительно опорно-поворотного устройства, если последнее вращается, в то время как второе кольцевое зубчатое колесо остается стационарным относительно закрепленной конструкции.

В одном варианте осуществления изобретения пара противоположно расположенных, выполненных с возможностью поворота установочных устройств расположена на опорно-поворотном устройстве и сконфигурирована для поворотной поддержки распределительного лотка для поворота распределительного лотка вокруг оси поворота, которая перпендикулярна оси вращения опорно-поворотного устройства. В предпочтительной конфигурации этого варианта осуществления два планетарных механизма поддерживаются опорно-поворотным устройством, при этом выходной вал каждого планетарного механизма эксплуатационно сочленен с каждым из выполненных с возможностью поворота установочных устройств. С помощью двух меньших планетарных передач, имеющих размеры половины от нормальной нагрузки, позволяет сэкономить расходы. Предпочтительно, выходной вал каждого планетарного механизма эксплуатационно сочленен с каждым из выполненных с возможностью поворота установочных устройств посредством устройства самофиксирующейся шестерни так, что лоток поддерживает свое положение поворота, если выходной вал планетарной передачи не передает крутящий момент.

В другом варианте осуществления изобретения, механизм включает в себя устройство угловой передачи, которое содержит единственный приводной вал и кривошипно-шатунный механизм и механизм соединительного штока с двумя противоположными рычагами управления для поворота распределительного лотка вокруг его оси поворота. Этот тип устройства угловой передачи сконфигурирован для преобразования вращения единственного приводного вала в поворот распределительного лотка с двумя боковыми опорами. Соответственно, в последнем варианте осуществления, может быть использован планетарный механизм, который поддерживается опорно-поворотным устройством и выходной вал которого эксплуатационно сочленен с единственным приводным валом.

Предпочтительно, второе трансмиссионное средство содержит устройство самофиксирующейся шестерни в зубчатой передаче между вспомогательным приводным двигателем и вторым кольцевым зубчатым колесом так, что второе кольцевое зубчатое кольцо остается неподвижным относительно закрепленной конструкции, когда вспомогательный приводной двигатель не приведен в действие. Кроме того, в случае, если для вращательной поддержки второго кольцевого зубчатого колеса предусмотрена неподвижная цилиндрическая опора, которая простирается вокруг опорно-поворотного устройства, третье кольцевое зубчатое колесо предпочтительно жестко соединено с такой неподвижной опорой.

Ясно, что предложенный тип приводного механизма находит промышленное применение во многих типах загрузочных установок доменной печи и, особенно, в загрузочных установках для металлургических шахтных печей.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие подробности и преимущества данного изобретения будут ясны из следующего подробного описания нескольких неограничивающих вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображены:

Фиг.1 схематичный вид, состоящий из двух частичных поперечных разрезов вдоль перпендикулярных вертикальных плоскостей загрузочной установки шахтной печи, оснащенной первым вариантом осуществления приводного механизма согласно данному изобретению,

Фиг.2 схематичный вид, состоящий из двух частичных поперечных разрезов вдоль перпендикулярных вертикальных плоскостей загрузочной установки шахтной печи, оснащенной вторым вариантом осуществления приводного механизма согласно данному изобретению,

Фиг.3 схематичный вид частичного поперечного разрезов вдоль вертикальной плоскости загрузочной установки шахтной печи, оснащенной третьим вариантом осуществления приводного механизма согласно данному изобретению,

Фиг.4 схематичный вид частичного поперечного разрезов вдоль вертикальной плоскости загрузочной установки шахтной печи, оснащенной четвертым вариантом осуществления приводного механизма согласно данному изобретению.

На всех этих чертежах для обозначения идентичных или схожих частей использованы идентичные ссылочные обозначения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

На фиг.1 схематично изображен первый вариант осуществления приводного механизма согласно данному изобретению. Этот приводной механизм является частью загрузочной установки шахтной печи, например, типа, как в целом известно из патента США 3,696,812. Фиг.1 соответствует виду, состоящему из двух поперечных разрезов вдоль перпендикулярных вертикальных плоскостей, которые пересекаются на центральной оси А печи. Приводной механизм содержит закрепленную конструкцию 10, имеющую закрепленный наружный кожух 11. Закрепленная конструкция 10 снабжена вертикальным загрузочным желобом 12, через который сыпучий материал может проходить в печь. Соответственно, закрепленная конструкция 10 предназначена для установки на колошнике шахтной печи, прежде всего доменной печи, таким образом, что загрузочный желоб 12 расположен по существу соосно вертикальной центральной оси А печи. Приводной механизм вращает и поворачивает распределительный лоток только частично и схематично показан ссылочной позицией 14, который расположен под загрузочным желобом 12 для того, чтобы распределять сыпучий материал в печь по окружности и радиально самим по себе известным способом.

Закрепленная конструкция 10 поддерживает опорно-поворотное устройство 15, содержащее вращающийся цилиндрический корпус 16, с помощью первого подшипника 18 качения. Первый подшипник 18 качения поддерживает вращающийся цилиндрический корпус 16 таким образом, что он может поворачиваться вокруг центральной оси А. Дискообразный защитный фланец 22 прикреплен к нижнему концу вращающегося цилиндрического корпуса 16. Вращающийся цилиндрический корпус 16 и защитный фланец 22 вместе с закрепленным наружным кожухом 11 образуют корпус, отграничивающий внутреннюю камеру 26 от атмосферы доменной печи для защиты компонентов приводного механизма. Распределительный лоток 14 поворотно поддерживается на опорно-поворотном устройстве 15 так, что распределительный лоток 14 может наклоняться вокруг горизонтальной оси В поворота. Соответственно, распределение сыпучего материала по окружности достигают вращением опорно-поворотного устройства 15 вокруг оси А, в то время как радиальное распределение достигают поворотом распределительного лотка 14 вокруг оси В.

Главный приводной двигатель 30 установлен на закрепленной конструкции 10 для передачи вращательного движения на опорно-поворотное устройство 15. Главный приводной двигатель 30 имеет главный выходной вал 32, который эксплуатационно сочленен с опорно-поворотным устройством 15 посредством первого трансмиссионного устройства 34. Первое трансмиссионное устройство 34 содержит первую ведущую шестерню 36, сочлененную с главным выходным валом 32 посредством первой понижающей передачи 38. Первая ведущая шестерня 36 входит в зацепление с внешними зубьями кольцевого зубчатого колеса 40, которое жестко зафиксировано на вращающемся цилиндрическом корпусе 16. Соответственно, вращение распределительного лотка 14 вокруг центральной оси А управляется посредством работы главного приводного двигателя 30.

Вспомогательный приводной двигатель 42, имеющий вспомогательный выходной вал 44, предназначен для управления наклоном (углом наклона) и поворотом распределительного лотка 14. Вспомогательный приводной двигатель 42 установлен на закрепленной конструкции 10 и эксплуатационно сочленен посредством трансмиссионного устройства 46 со вторым кольцевым зубчатым колесом 48. Второе зубчатое колесо 48 поддерживается с вращением на неподвижной цилиндрической опоре 49 с помощью второго подшипника 50 качения таким образом, что оно может вращаться вокруг центральной оси А независимо от положения вращающегося цилиндрического корпуса 16. Цилиндрическая опора 49 прикреплена к закрепленной конструкции 10 и простирается вниз внутри внутренней камеры 26 соосно вокруг загрузочного желоба 12 и вращающегося цилиндрического корпуса 16. Второе трансмиссионное средство 46 содержит вторую ведущую шестерню 52, сочлененную с вспомогательным выходным валом 44 посредством второй понижающей передачи 53, например самофиксирующей червячной шестерни. Вторая ведущая шестерня 52 вступает в зацепление с верхними внешними зубьями второго кольцевого зубчатого колеса 48, обозначенными ссылочной позицией 64, для передачи крутящего момента от вспомогательного приводного двигателя 42 на второе кольцевое зубчатое колесо 48. Соответственно, вспомогательный приводной двигатель 42 напрямую управляет вращением второго кольцевого зубчатого колеса 48.

Для управления наклоном распределительного лотка 14 второе кольцевое зубчатое колесо 48 эксплуатационно сочленено с распределительным лотком 14 посредством третьего трансмиссионного устройства 54, как описано ниже. Как видно на фиг.1, третье трансмиссионное устройство 54 поддерживается опорно-поворотным устройством 15 и расположено внутри внутренней камеры 26. Соответственно, третье трансмиссионное устройство 54 вращается вместе с вращающемся цилиндрическим корпусом 16 распределительным лотком 14 вокруг центральной оси А вращения. В изображенном на фиг.1 варианте осуществления третье трансмиссионное устройство 54 содержит два эпициклических планетарных механизма 56 (также именуемые планетарными передачами), расположенные на противоположных частях внутренней камеры 26. Для краткости ниже будет описан только один из двух планетарных механизмов. Другой планетарный механизм сконфигурирован идентичным образом.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, показанному на фиг.1, планетарный механизм 56 содержит входной вал 58, который на первом конце снабжен входной шестерней 60, которая входит в зацепление с нижними внешними зубцами второго кольцевого зубчатого колеса 48, обозначенными ссылочной позицией 65. Входной вал 58 на его втором конце жестко соединен с кольцевой шестерней 62, которая образует наружное кольцевое зубчатое колесо планетарной передачи 56. Соответственно, кольцевая шестерня 62 имеет внутренние зубья, входящие в зацепление по меньшей мере с двумя планетарными передачами 66, расположенными внутри кольцевой шестерни 62 таким образом, что планетарные передачи могут 66 могут вращаться внутри кольцевой шестерни 62 и поворачиваться вокруг центральной оси кольцевой шестерни 62. Следует отметить, что если главный приводной двигатель 30 заставляет вращаться опорно-поворотное устройство 15 вокруг центральной оси А, входная шестерня 60 вместе с третьим трансмиссионным устройством вращается вокруг центральной оси А вращения.

Планетарные передачи 66 поддерживаются на водиле 70 планетарной передачи посредством осей 68 планетарных шестерен, на которых планетарные передачи 66 установлены с возможностью вращения. Водило 70 снабжено зубчатой наружной поверхностью, которая входит в зацепление с внешними зубьями неподвижного третьего кольцевого зубчатого колеса 71, которое жестко прикреплено к закрепленной конструкции 10. В изображенном на фиг.1 варианте осуществления третье кольцевое зубчатое колесо 71 прикреплено к загрузочному желобу 12 так, что оно радиально вдается во внутреннюю камеру 26 через зазор 28 между вращающимся цилиндрическим корпусом 16 и защитным фланцем 22. Альтернативно, третье кольцевое зубчатое колесо 71 может быть прикреплено к цилиндрической опоре 49, как видно на фиг.4, или к кожуху 11 и, в последнем случае, снабжено зубьями с внутренним зацеплением. Следует отметить, что когда главный приводной двигатель 30 заставляет опорно-поворотное устройство вращаться вокруг центральной оси А, водило 70 вращается вместе с третьим трансмиссионным средством 54 вокруг центральной оси А вращения.

Обычно, планетарный механизм 56 содержит внутреннюю солнечную шестерню 72, расположенную между планетарными передачами 66 и имеющую внешние зубья, входящие в зацепление с планетарными передачами 66 таким образом, что планетарные передачи 66 вращаются по внешним зубьям солнечной шестерни 72 при вращении вокруг центральной оси зубчатого венца 62. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.1, солнечная шестерня 72 жестко соединена с выходным валом 74, который проходит соосно через водило 70 и сочленен с поворотным установочным устройством для регулировки наклона распределительного лотка 14. Поворотное установочное устройство имеет известную конфигурацию и расположено на вращающемся опорном защитном фланце 22 как часть третьего трансмиссионного устройства 54. Например, как описано в патенте США №3,814,403, каждое поворотное установочное устройство может содержать самофиксирующуюся червячную шестерню, которая включает в себя шпиндель 76 с резьбовым концом, сектор венцового зубчатого колеса 78 и выполненный с возможностью вращения опорный вал 80. Каждый опорный вал 80 является вращаемым вокруг горизонтальной оси В и жестко соединен каждым из двух противоположно расположенных установочных элементов (не показаны) для съемного монтажа распределительного лотка 14 к опорно-поворотному устройству 15. Соответственно, наклон распределительного лотка 14 можно регулировать посредством выходного вала 74, управляя вращением солнечной шестерни 72.

Работа приводного механизма описана ниже. Когда главный приводной двигатель 30 заставляет вращаться опорно-поворотное устройство 15 и обеспечивает то, что скорость вращения второго кольцевого зубчатого колеса 48 отличается от скорости вращения опорно-поворотного устройства 15, входная шестерня 60 вращается по нижним внешним зубьям 65 второго кольцевого зубчатого колеса 48 и, таким образом, передает вращательное движение на кольцевую шестерню 62. Соответствующая скорость вращения ω₁ кольцевой шестерни 62 вокруг своей оси зависит от передаточного числа GR₁ между зубчатым зацеплением входной шестерни 60 и нижними зубьями 65 второго кольцевого зубчатого колеса 48. Кроме того, когда главный приводной двигатель 30 заставляет вращаться опорно-поворотное устройство 15, водило 70, которое входит в зацепление с неподвижным третьим кольцевым зубчатым колесом 71, начинает вращаться по внешним зубьям третьего кольцевого зубчатого колеса 71 и, таким образом, заставляет каждую планетарную передачу 66 вращаться вокруг центральной оси кольцевой шестерни 62 и вокруг своей собственной оси, то есть оси своего соответствующего вала 68 планетарной шестерни. Соответствующая скорость вращения ω₂ водила 70 вокруг своей собственной оси зависит от передаточного числа GR₂ между зубчатым зацеплением водила 70 и третьего кольцевого зубчатого колеса 71. Ясно, что приводной механизм сконфигурирован таким образом, что когда второе кольцевое зубчатое колесо 48 поддерживается в состоянии покоя относительно закрепленной конструкции 11, и главный приводной двигатель 30 заставляет вращаться опорно-поворотное устройство 15, получают частное соотношение ω₁/ω₂ между скоростью вращения ω₁ кольцевой шестерни 62 и скоростью вращения ω₂ водила, а именно передаточное отношение ω₁/ω₂, при котором солнечная шестерня 72 поддерживается в состоянии покоя относительно опорно-поворотного устройства 15. Это достигается посредством надлежащего выбора вышеупомянутых передаточных чисел GR₁ и GR₂. Другими словами, когда вспомогательный приводной двигатель 42 остановлен, крутящий момент не передается на солнечную шестерню и, таким образом, на выходной вал 74, за счет чего распределительный лоток 14 поддерживает свое положение поворота независимо от фактической скорости вращения опорно-поворотного устройства 15. Наоборот, когда вспомогательный приводной двигатель 42 заставляет вращаться второе кольцевое зубчатое колесо 48, скорость вращения кольцевой шестерни 62 отличается от ω₁, так что вращающий момент передается на солнечную шестерню 42 и, таким образом, на выходной вал 74. Из этого следует, что выходной вал 74 и выполненный с возможностью вращения опорный вал 80 эксплуатационно сочлененный с ним, могут приводиться в движение вспомогательным приводным двигателем 42 для поворота распределительного желоба 14 вокруг горизонтальной оси В.

Другой вариант осуществления изобретения, изображенный на фиг.2 показывает схожий с фиг.1 приводной механизм, за исключением того, что планетарный механизм 256 имеет отличную конфигурацию. Ниже будут подробно описаны только главные отличия относительно приводного механизма на фиг.1. В варианте осуществления фиг.2 входной вал 258 планетарного механизма соединен на своем нижнем конце с внутренней солнечной шестерней 272. Соответственно, солнечная шестерня 272 вращается с входным валом 258, когда входная шестерня 260 вращается по второму кольцевому зубчатому колесу 48, как описано выше относительно фиг.1. Кольцевая шестерня 262 жестко соединена с выходным валом 274 для регулировки наклона распределительного лотка 14 посредством поворотного установочного устройства, как описано выше, Как и в варианте осуществления фиг.1, водило 270, поддерживающее планетарные передачи 256, сконфигурировано для вращения по третьему кольцевому зубчатому колесу 71. Следовательно, когда второе кольцевое зубчатое колесо находится в состоянии покоя относительно закрепленной конструкции 10 и опорно-поворотное устройство вращается, получают частное передаточное отношение ω₃/ω₂ между скоростью вращения ω₃ солнечной шестерни 272 и скоростью вращения ω₂ водила 270. Приводной механизм на фиг.2, в отличие от приводного механизма на фиг.1, сконфигурирован так, что кольцевая шестерня 262 поддерживается в состоянии покоя относительно опорно-поворотного устройства 15 при передаточном отношении ω₃/ω₂. Это снова может быть достигнуто посредством подходящего выбора вышеуказанных передаточных чисел GR₁ и GR₂. Наоборот, когда вспомогательный приводной двигатель 42 приводит во вращение второе кольцевое зубчатое колесо 48, скорость вращения солнечной шестерни 272 отличается от ω₃, так что вращающий момент передается на кольцевую шестерню 262 и, таким образом, на выходной вал 274. Отсюда следует, что выходной вал 274 и эксплуатационно сочлененный с ним вращающийся опорный вал 80 могут приводиться в движение вспомогательным приводным двигателем 42 для поворота распределительного лотка 14 вокруг горизонтальной оси В.

Ясно, что в случае ограничений, касающихся выбора передаточных чисел GR₁ и GR₂, размеры солнечной шестерни 72, 272, планетарной передачи 66, 266 и/или кольцевой шестерни 62, 262 могут быть установлены таким образом, что вращающий момент не передается на выходной вал 74, 274, если второе кольцевое зубчатое колесо 48 не приводится в действие вспомогательным приводным двигателем 42.

На фиг.3 изображен третий вариант осуществления приводного механизма согласно изобретению. Далее подробно будут описаны только главные отличия относительно вышеописанных приводных механизмов. Приводной механизм на фиг.3 представляет собой единственный планетарный механизм 356, опирающийся на опорно-поворотное устройство 15. Несмотря на то, что размеры его компонентов заданы для большой нагрузки, общая конфигурация этого единственного планетарного механизма 356 по сути идентична конфигурации одного из двух планетарных механизмов 56, использовавшихся в первом варианте осуществления, как показано на фиг.1. Входной вал 58 также соединен с входной шестерней 60, которая входит в зацепление с нижними наружными зубьями второго кольцевого зубчатого колеса 48. Однако выходной вал 74 планетарного механизма 356 сочленен с другим устройством для поворота распределительного лотка 14, которое только схематично изображено на фиг.3. Более конкретно, выходной вал 74 соединен с угловой передачей, как описано в патенте США 6'916'146, раскрытие которого включено сюда ссылкой. Эта угловая передача сконфигурирована для поворота распределительного лотка 14 на двух диаметрально противоположных точках приложения, имея при этом единственный входной ведущий вал. Поэтому угловая передача согласно патенту США 6,916,146 позволяет использовать единственный планетарный механизм 356. Для того чтобы преобразовать вращение выходного вала 74 в поворот распределительного лотка 14, угловая передача содержит кривошипно-шатунный механизм и механизм соединительного штока, схематично обозначенный ссылочной позицией 382 на фиг.3. Кривошипно-шатунный механизм и механизм соединительного штока 382 имеет два противоположных рычага управления для поворота распределительного лотка вокруг горизонтальной оси В поворота. Дальнейшие подробности угловой передачи, использованной в варианте осуществления на фиг.3 можно найти в патенте США 6'916'146.

Фиг.4 изображает четвертый вариант осуществления приводного механизма согласно изобретению. Вариант осуществления на фиг.4 в целом идентичен варианту осуществления на фиг.3, за исключением того, что цилиндрическая опора 449, поддерживающая второе кольцевое зубчатое колесо 48 посредством подшипника 50 качения имеет отличную конструкцию, и что третье кольцевое зубчатое колесо 471 жестко прикреплено к нижнему концу цилиндрической опоры 449. Соответственно, при сравнении с фиг.3, цилиндрическая опора 449 простирается далее вниз вокруг вращающегося цилиндрического корпуса 16 внутри кожуха 11 для поддержки третьего кольцевого зубчатого колеса 471.

Ясно, что, в принципе, любой из трех основных компонентов планетарного механизма, то есть кольцевая шестерня, водило планетарной передачи и солнечная шестерня, могут быть соединены с входным валом, выходным валом или третьим кольцевым зубчатым колесом соответственно. Также ясно, что данное изобретение не ограничено в своем применении к загрузочной установке шахтной печи типа, как в целом известно из патента США 3,693,812, то есть загрузочной установке, обеспечивающей вращение и поворот распределительного желоба вокруг двух перпендикулярных осей. Например, приводной механизм, сконфигурированный как описано выше, может также применяться для совершенствования установки типа, как раскрыто в японской патентной заявке JP 63 096 205. Более конкретно, единственный планетарный механизм, сконфигурированный как указано выше относительно фиг.3, может применяться для вращения нижней вращающейся части лотка, состоящего из двух частей согласно JP 63096205.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ:

А центральная ось вращения

В горизонтальная ось поворота

10 закрепленная конструкция

11 закрепленный наружный кожух

12 загрузочный желоб

14 распределительный лоток

16 вращающийся цилиндрический корпус

18 опорно-поворотное устройство

22 защитный фланец

26 внутренняя камера

28 зазор

30 главный приводной двигатель

32 главный выходной вал

34 первое трансмиссионное устройство

36 первая ведущая шестерня

38 первая понижающая передача

40 первое кольцевое зубчатое колесо

42 вспомогательный приводной двигатель

44 вспомогательный выходной вал

46 второе трансмиссионное устройство

48 второе кольцевое зубчатое колесо

49, 449 цилиндрическая опора

50 второй подшипник качения

52 вторая ведущая шестерня

54 третье трансмиссионное устройство

56, 256, 356 планетарный механизм

58, 258 входной вал

60, 260 входная шестерня

62, 262 кольцевая шестерня

64 верхние наружные зубья второго кольцевого зубчатого колеса

65 нижние наружные зубья второго кольцевого зубчатого колеса

66, 266 планетарная передача

68 ось планетарной шестерни

70, 270 водило

71, 471 третье кольцевое зубчатое колесо

72, 272 солнечная шестерня

74, 274 выходной вал

76 шпиндель с резьбовым концом

78 сектор венцового зубчатого колеса

80 выполненный с возможностью вращения опорный вал

382 кривошипно-шатунный механизм и механизм соединительного штока

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочной установке шахтной печи. Устройство содержит опорно-поворотное устройство, поддерживающее распределительный лоток с возможностью вращения вокруг вертикальной оси вращения, и закрепленную конструкцию, поддерживающую опорно-поворотное устройство. Приводной механизм содержит первое, второе и третье трансмиссионные устройства. Первое трансмиссионное устройство эксплуатационно соединяет главный приводной двигатель с первым кольцевым зубчатым колесом, жестко соединенным с опорно-поворотным устройством. Второе трансмиссионное устройство эксплуатационно соединяет вспомогательный приводной двигатель со вторым кольцевым зубчатым колесом, которое выполнено с возможностью вращения вокруг оси вращения. Третье трансмиссионное средство поддерживается опорно-поворотным устройством и эксплуатационно соединяет второе кольцевое зубчатое колесо с распределительным лотком для регулирования поворотного положения распределительного лотка. Третье трансмиссионное устройство содержит по меньшей мере один эпициклический планетарный механизм, который поддерживается опорно-поворотным устройством, и эксплуатационно сочленен с третьим кольцевым зубчатым колесом. Использование изобретения обеспечивает повышение износостойкости устройства. 2 н. и 20. з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Загрузочная установка шахтной печи, имеющая приводной механизм для распределительного лотка, при этом приводной механизм содержит опорно-поворотное устройство для поддержки распределительного лотка, закрепленную конструкцию для вращательной поддержки опорно-поворотного устройства, главный приводной двигатель и вспомогательный приводной двигатель, установленные на закрепленной конструкции, первое трансмиссионное устройство, эксплуатационно связывающее главный приводной двигатель с первым кольцевым зубчатым колесом, жестко соединенным с опорно-поворотным устройством, для передачи вращательного движения на опорно-поворотное устройство вокруг оси вращения, второе трансмиссионное устройство, эксплуатационно связывающее вспомогательный приводной двигатель со вторым кольцевым зубчатым колесом, которое выполнено с возможностью независимого вращения вокруг оси вращения, третье трансмиссионное средство, поддерживаемое опорно-поворотным устройством и эксплуатационно связывающее второе кольцевое зубчатое колесо с распределительным лотком для регулирования положения распределительного лотка, отличающаяся тем, что третье трансмиссионное устройство содержит по меньшей мере один эпициклический планетарный механизм, который поддерживается опорно-поворотным устройством и имеет входной вал, расположенный на опорно-поворотном устройстве и подлежащий приведению в действие вторым кольцевым зубчатым колесом, и выходной вал, расположенный на опорно-поворотном устройстве для регулировки положения распределительного лотка, при этом планетарный механизм эксплуатационно связан с третьим кольцевым зубчатым колесом, жестко соединенным с закрепленной конструкцией.

2. Загрузочная установка шахтной печи по п.1, в которой планетарный механизм содержит кольцевую шестерню, солнечную шестерню и водило солнечной шестерни, которое входит в зацепление с третьим кольцевым зубчатым колесом.

3. Загрузочная установка шахтной печи по п.2, в которой кольцевая шестерня соединена с входным валом и при этом солнечная шестерня соединена с выходным валом.

4. Загрузочная установка шахтной печи по п.3, в которой входной вал соединен с входной шестерней, которая входит в зацепление со вторым кольцевым зубчатым колесом.

5. Загрузочная установка шахтной печи по п.4, в которой передаточное число между входной шестерней и вторым кольцевым зубчатым колесом и передаточное число между водилом планетарной передачи и третьим кольцевым зубчатым колесом выбраны соответственно так, что солнечная шестерня остается неподвижной относительно опорно-поворотного устройства при вращении опорно-поворотного устройства, в то время как второе кольцевое зубчатое колесо остается неподвижным относительно закрепленной конструкции.

6. Загрузочная установка шахтной печи по любому из пп.1-5, в которой третье трансмиссионное устройство содержит пару противоположно расположенных, выполненных с возможностью поворота установочных устройств, расположенных на опорно-поворотном устройстве и сконфигурированных для поворотной опоры распределительного лотка для поворота распределительного лотка вокруг оси поворота, то есть перпендикулярно оси вращения опорно-поворотного устройства.

7. Загрузочная установка шахтной печи по п.6, в которой третье трансмиссионное устройство содержит пару планетарных механизмов, поддерживаемых опорно-поворотным устройством, при этом выходной вал каждого планетарного механизма эксплуатационно связан с каждым из выполненных с возможностью поворота установочных устройств.

8. Загрузочная установка шахтной печи по п.7, в которой выходной вал каждого планетарного механизма эксплуатационно связан с каждым из выполненных с возможностью поворота установочных устройств посредством устройства самофиксирующейся шестерни, так что лоток остается в положении поворота, когда выходной вал не передает крутящий момент.

9. Загрузочная установка шахтной печи по любому из пп.1-5, в которой третье трансмиссионное устройство содержит устройство угловой передачи, которое содержит ведущий вал и кривошипно-шатунный механизм и механизм соединительного штока с двумя противоположными рычагами управления для поворота распределительного желоба вокруг оси поворота, то есть перпендикулярно оси вращения опорно-поворотного устройства, при этом устройство угловой передачи выполнено с возможностью преобразования вращения ведущего вала в поворот распределительного лотка, и планетарный механизм, поддерживаемый опорно-поворотным устройством, выходной вал которого эксплуатационно связан с ведущим валом.

10. Загрузочная установка шахтной печи по любому из пп.1-5, в которой второе трансмиссионное устройство содержит устройство самофиксирующейся шестерни, так что второе кольцевое зубчатое колесо остается неподвижным относительно закрепленной конструкции, когда вспомогательный приводной двигатель не приведен в действие.

11. Загрузочная установка шахтной печи по любому из пп.1-5, в которой второе кольцевое зубчатое колесо с возможностью вращения поддерживается на неподвижной цилиндрической опоре, которая прикреплена в закрепленной конструкции.

12. Загрузочная установка шахтной печи по п.11, в которой неподвижная цилиндрическая опора расположена вокруг опорно-поворотного устройства, а третье кольцевое зубчатое колесо жестко соединено с цилиндрической опорой.

13. Шахтная печь, в частности доменная печь, содержащая загрузочную установку по любому из пп.1-5.

14. Загрузочная установка шахтной печи по п.6, в которой второе трансмиссионное устройство содержит устройство самофиксирующейся шестерни, так что второе кольцевое зубчатое колесо остается неподвижным относительно закрепленной конструкции, когда вспомогательный приводной двигатель не приведен в действие.

15. Загрузочная установка шахтной печи по п.6, в которой второе кольцевое зубчатое колесо с возможностью вращения поддерживается на неподвижной цилиндрической опоре, которая прикреплена в закрепленной конструкции.

16. Загрузочная установка шахтной печи по п.6, в которой неподвижная цилиндрическая опора расположена вокруг опорно-поворотного устройства, а третье кольцевое зубчатое колесо жестко соединено с цилиндрической опорой.

17. Загрузочная установка шахтной печи по п.8, в которой второе трансмиссионное устройство содержит устройство самофиксирующейся шестерни, так что второе кольцевое зубчатое колесо остается неподвижным относительно закрепленной конструкции, когда вспомогательный приводной двигатель не приведен в действие.

18. Загрузочная установка шахтной печи по п.8, в которой второе кольцевое зубчатое колесо с возможностью вращения поддерживается на неподвижной цилиндрической опоре, которая прикреплена в закрепленной конструкции.

19. Загрузочная установка шахтной печи по п.8, в которой неподвижная цилиндрическая опора расположена вокруг опорно-поворотного устройства, а третье кольцевое зубчатое колесо жестко соединено с цилиндрической опорой.

20. Загрузочная установка шахтной печи по п.9, в которой второе трансмиссионное устройство содержит устройство самофиксирующейся шестерни, так что второе кольцевое зубчатое колесо остается неподвижным относительно закрепленной конструкции, когда вспомогательный приводной двигатель не приведен в действие.

21. Загрузочная установка шахтной печи по п.9, в которой второе кольцевое зубчатое колесо с возможностью вращения поддерживается на неподвижной цилиндрической опоре, которая прикреплена в закрепленной конструкции.

22. Загрузочная установка шахтной печи по п.9, в которой неподвижная цилиндрическая опора расположена вокруг опорно-поворотного устройства, а третье кольцевое зубчатое колесо жестко соединено с цилиндрической опорой.