Привод распределителя шихты для доменной печи Советский патент 1978 года по МПК C21B7/18 

1

Изобретение относится к черной Металлургии, а именно к засыпным устройствам для шахтной печи, в особенности для доменных печей, работающих с высоким давлением, с вращающимся лотком, угол наклона которого может изменяться.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является привод распределителя шихты для доменной печи, содержащий цеитральиый желоб и подвешенный к нему на шарнире приводной лоток

1.

Известный привод обеспечивает вращение

лотка с независимым изменением угла его наклона. Для этой цели лоток укрепляют с нижней стороны вращающегося кольца в положении, при котором ось его совпадает с осью центрального загрузочного канала так, что угол его наклона может меняться.

Вращающееся кольцо посредством первой вращающейся муфты соединено с главным приводом, который приводит укрепленный на его нижней стороне рукав во вращательное движение. Для установки угла падения лотка служит вторая вращающаяся муфта с синусообразным вырезом на внутренней стороне, расположенная снарул и

2

первой вращающейся муфты так, что ось ее совпадает с осью загр зочного устройства. Вторая вращающаяся муфта приводится в синхронное с первой муфтой движение посредством зубчатого зацепления от главного привода, а при помощи дополиителыюго привода ей через планетарный механизм сообщается повышенная или ноиижениая скорость. Направляющий ролик входит в сииусообразный вырез на внхтреннсй стороне второй муфты и может скользигь вдоль этого выреза. Направляющий ролик укреплен в цилиндре, который соединен с внутренней вращающейся муфтой и может передвигаться в вертикальном паправлении. Цилиндр с помощью штанги связан с концом лотка, противоположным тому, из которого производится выгрузка. Ввиду того, что распределительный лоток может иоворачиваться в вертикальной плоскости, подъемом или опусканием штапги может измеияться угол наклона рукава по отношению к центральной оси доменной печи.

Приводное устройство указанного распределительного лотка должно быть выполнено так, чтобы лоток был подвешен на вращающейся опоре и мог наклоняться на различный угол по отнощению к центральной оси доменной нечи, для чего необходимы два независимых привода для поворота лотка вокруг центральной оси доменной печи и изменения угла наклона к этой оси. Однако на часть элементов нривода действуют давление загрузки и ныль. Целью изобретения являются обеспечение независимого вращательного движения и независимого изменения угла наклона лотка без вращающейся опоры, а следовательно, упрощение привода и повыщение его падел ности. Цель достигается тем, что нривод снабл ен щарнирно закрепленным на консолях нодшиппиком, внещнее онрокидывающееся и вращающееся кольцо которого связано через поводковую вилку с червяком, а внутреннее онрокидывающееся кольцо выполнено с возможностью передвижения но закрепленному па желобе направляющему сегменту и соединено рычал.ной системой с лотком, при этом консоли закреплены на втулке, размещенной на роликовом подщиппике, установленном концептрично желобу, а нривод содержит два приводпых механизма, связанных между собой планетарной передачей, первый из которых соединен с втулкой, а второй - с червяком. На чертеже показан предлагаемый привод, продольпый разрез. Лоток 1 размещен в корпусе 2 нривода, расположеппом над камерой 3. В кожухе 4, установленном над корпусом привода, находятся все необходимые для приведения в движение раснределительного лотка зубчатые колеса. Главный электродвигатель 5 привода через сцепление, тормозное устройство 6 и зубчатую передачу 7, 8 связан с главным приводным валом 9. Главный приводной вал 9 через пронел уточные зубчатые колеса 10 и 11 вращает пустотелый вал 12, на котором закреплено зубчатое колесо 13, находящееся в зацеплении с колесом 14, имеющим на наружной стороне зубчатые венпы, а внутри роликовый вращающийся подщиппик 15. С зубчатым колесом 14 прочно связана вращающаяся втулка 16, расположенпая копцентрично по отношению к пеитральному загрузочному каналу 17. Вращающийся подщипник 15 обеспечивает свободное вращение зубчатого колеса 14 и втулки 16 вокруг центрального загрузочного канала 17. Зубчатое колесо через главный приводной вал 9 и планетарный привод 18 вращает вспомогательный вал 19, который служит для независимого изменения угла наклона распределительного лотка. Плапетарный привод 18 состоит из планетарного зубчатого колеса 20, находящегося в зацеплении с зубчатым колесом главного приводного вала 9, двух промежуточных планетарных колес 21 и 22 и одного внутреннего планетарного колеса 23. Оба промежуточ69пых планетарных колеса 21 и 22 расположены в диаметрально противоположном направлении но отношению к внутреннему планетарному колесу 23 и находятся в зацеплении с планетарным колесом 20 и с внутренним планетарным колесом 23. Планетарные колеса 21 и 22 планетарного привода 18 через свои валы 24 и 25 приводят в движение поворотный диск 26. Поворотный диск 26 прочно связан с вспомогательным валом 19 промежуточного привода, который проходит через пустотелый вал 12 и зубчатое колесо 13. Вспомогательный вал 19 на другом конце, противонололаюм тому, на котором насажен поворотный диск 26, имеет зубчатое колесо 27. Зубчатое колесо 27 вращает зубчатый венец 28 вращающегося подшипника 29, внутреннее кольцо 30 которого через металлическую обшивку 31 прикреплено к корпусу 2 привода. Внутреннее планетарное колесо 23 планетарного привода 18 через приводной вал, зубчатую передачу 32 и 33, сцепление и тормозное устройство 34 соединено с вспомогательным электродвигателем 35 для изменения угла наклона лотка. Качающийся подшипник 36, состоящий из внутреннего кольца 37 п наружного кольца 38, подвешен на вращающейся втулке 16 с помощью внешнего кольца и консолей 39 так, что может совершать колебательные двилсения. Внешнее кольцо 38 и внутреннее кольцо 37 расположены концентрично друг другу, соединены роликовыми подшипниками и наружное кольцо 38 может поворачиваться по отношению к виутреннему кольцу 37. Внешнее кольцо 38 вместе с вращающейся втулкой 16 может также вращаться вокруг центрального засыпного канала 17 и, кроме того, устанавливаться под различными углами к продольной оси центрального засыпного канала. Внещний зубчатый венец 28 находится в зацеплении с зубчатым колесом 40, укрепленным на валу 41, проходящем через опору 42 во вращающейся втулке.16. Вал 41 на той части, которая пропущена через опору 42, имеет винтовую нарезку 43. На этой винтовой нарезке сидит червячное колесо 44 с двумя скользящими цапфами 45. Две располол енные в диаметрально противоположном направлении цапфы 45 скользят в направляющих пазах 46 поводковой вилки 47, прочно закрепленной на внешнем кольце 38 качающегося подшипника 36. Вращение зубчатого колеса 40 обусловливает аксиальное иередвижение колеса 44 по винтовой нарезке 43 и вследствие скольжения цапф 45 в направляющих пазах 46 - изменение угла наклона качающегося подшипника 36 по отношению к продольной оси центрального засыпного канала 17. Кругообразный направляющий сегмент 48 приварен к наружной стенке центрального засыпного канала 17 и находится в зацеплении с внутренним кольцом 37 качающегося подшипника 36 с целью цредупреждения вращения этого внутреннего кольца вокруг центрального засыпного канала 17. Центр окружности кругообразного сегмента совпадает с центром колец 37 и 38 и находится на оси качания подшипника 36, проходящей через консоли 39. Внешнее кольцо 38 качающегося подшипника 36 может вращаться как вокруг центрального засыпного канала 17, так и поворачиваться под различным углом к его продольной оси, т. е. ось, проведенная через центр качающегося подшипника 36, перпендикулярна к его плоскости, описывает поверхность конуса, угол при вершине которого зависит от наклона качающегося подшиппика 36 к центральному засыпному каналу 17.

На внутренней стороне внутреннего кольца 37 имеется паз 49, в который заходит сегмент 48 так, что внутреннее кольцо 37 может изменять угол наклона по отношению к центральному засыпному каналу, однако не может вращаться вокруг него. За счет зацепления направляющего сегмента 48 в пазу 49 при вращении внешнего кольца 38 качающегося подшипника 36 передаваемый на внутреннее кольцо 37 вращающий момент гасится. При вращении вращающейся ВТУЛКИ 16 в соответствии с этим внешнее ко.тьцо 38 вращается относительно центрального засыпного канала 17 и внутреннего кольца 37, а при вращении винта с нарезкой 43 качающийся подшипник 36 наклоняется по отношению к центральному засыпному каналу 17, нричем паз 49 кольца 37 скользит по направляюшему сегменту 48.

Тяга 50 соединена посредством шарового шарнира 51 с внутренним кольцом 37 качатщегося подшипника 36. Эта тяга проходит через стенку 52, установленную между корпусом 2 привода и камерой 3. В камере 3 тяга 50 шарнирно связана с плечом рычага 53, который, в свою очередь, шарнирно соединен с серьгой 54 лотка 1. Две другие тяги и два других плеча рычага (на чертеже не показаны) подобным образом соединяют распределительный лоток 1 с внутренним кольцом 37 качающегося подщипника 36. Элементы управления, состоящие ттз этих тяг и плечей рычагов, расположены по отношению друг к другу и к элементу управления, состоящему из тяги 50 и плеча рычага 53, под УГЛОМ 120 вокруг центрального засыпного канала 17. Три тяги пропущены в стенке 52 через шарнирные подшипники 54.

Ради четкости изображения чертеж сделан без соблюдения масштаба. Особенно .чявьтигена высота привода и прежде всего длина центрального засыпного устройства по сравнению с диаметром доменной печи.

Главный электродвигатель 5 привода через )оликовый вращающийся подшипник

15 приводит во вращентте нодвешенное зубчатое колесо 14 с венцом и вращающуюся ВТУЛКУ 16 вокруг центрального засыпного канала 17. Главный электродвигатель также приводит во вращение подвешенный на роликовом вращающемся подшипнике 29 внешний зубчатый венец 28 с помощью планетарного прнвода 18 и вспомогательного вала 19. подбора передаточного чпсла промежуточных элементов привода указанные зубчатые венцы вращаются вокруг центрального засыпного канала с такой же скоростью. Так как в этом случае относительная СКОРОСТЬ меж.ц,у зубчатым венцом 28 и опорой 42 вращающейся ВТУЛКИ 16 равна НУЛЮ, зубчатое колесо 40. которое находится в зацеплепни с зубчатым венцом 28 н ва,ч 41 которого проходит через опору 42. вращается ВОКРУГ центрального засыпного канала 17. При поворачивании зубчатого колеса 40 ВОКРУГ центрального засыпного канала 17 оно не вращается вокруг своей собственной остт. Вследствие этого вращаюихееся кольцо 38 качающегося подшипника 36, подвептепного на трех точках, из которых одной яв.пяртся поводковая вилка 47. при постоянном угле нак.тоиа врашается вокруг центрального засыпного канала 17. Если вращающееся кольцо 38 находится в наклонном положении по о- нотпенпи к засыпному капалу 17, то конец распределительного .тотка 1, ттз т оторого высыпается , опттсывает т руговуто трает торию центральттой оси доменной печи. Ввидл того, что впяттгаютттее тсольтто 38 поворачттвастгя не своет остт, а ВОКРУГ продольттой остт заст1тпт1ого тсанала 17, по отнотпрттию к которой оно подветттетю в натстонном положентттт, продольт гая ось вратттатоптсгося т ольца 38 скользттт по поверхттосттт точного коттуса заст-)ТПттого т апала 17. а каждая враитатотт.тегося .г1ьтта 38 опттсывает окружность в плоскосттт. перпеттдттку.-тярнот т т ттетттральному засыпному кяналу 17. В связи с тем. тто внутрот т ее кольтто 37 т ячатощегося по.дтттттпHTiTca 36 закреп.тено в направ.пятотттелт сеглтенте 48 я удерживается тягалтп 50. это кольтю не может вратттаться ВОКРУГ TICTTTрального заст1пного канала 17. Так как т :ольцо 37 может ттаклоттяться тольт о с вpaнIaтoт ти тcя т ольтт.ом 38. то во время вращения последнего оно совсртттает постоянные колебанття вотсруг ттетттра вратттатотцсгося кольтта так. что все точктт вн треттттего кольца 37 тт особеттт о тпяровой тпарнип 51 поднттмаются и опускатотся по дугообразной трает торттт. Из-за этих тсачат гтй качаюшогося поднтипттит а 36 тяги 50 соверитатот т.озг ратто-поступательньте двттжеттття в тттарнтштых поднт гпнттт -ах тт передатот ттх расПрг ТГ -пттолЬНОМ, ЛОТКУ 1 . КОТОПТ-,ТЙ ЛР.ТТЖСТся как это уже описывалось. Посредством « инхронных движент.й вверх и вниз трех точек подвески распределтетельного-лотка он

совершает кругообразные движения вокруг центральной оси доменной нечи. Ритм или быстрота этих движений зависит от числа оборотов главного электродвигателя 5 привода.

С помоицло всномогательного электродвигателя 35 через нланетарный привод 18 зубчатому венцу 28 в зависимости от направления вращения всиомогательного электродвигателя 35 сообщается новышеиная или нониженная скорость по отиощению к вращающейся втулке 6. За счет этой относительной скорости между зубчатым венцом 28 и Браш,аюн.1,ейся втулкой 16 враН1ается иокруг собственной осп зубчатое колесо 40. вследствие чего нроисходит иодъем или опускание червячного колеса 44, обусловленное наиравлением вращения зубчатого колеса 40, зависящим от того, больше или меньше скорость вращения зубчатого венца 28 по сравнению со скоростью вращения вран1,ающейся втулки 16. По этой нричнне всиомогательный электродвигатель должен быть реверсивным.

Возможно такое положение, при котором за счет подбора передаточного числа зубчаТ01Ч) нривода при определенной екорости вращення вспомогате.чьного электродвигателя 35 привода и постоянной скорости вращения главного электродвигателя 5 цривода достигается синхронизация скорости вращения вращающейся втулки 16 и зубчатого венца 28, т. е. синхронность их вращения имеет место только ири определенном соотнощении числа оборотов главного электродвигателя 5 привода и вспомогательного электродвигателя 35 нривода. Отклонение от этого соотношения скоростей в большую или меньшую сторону нриводит к увеличению скорости зубчатого венца 28 но отнощению к скорости вращающейся втулки 16 или, наоборот, к ее уменьшению, причем разница в скоростях зависит от мгновенного соотношения скоростей обоих электродвигателей 5 и 35 и нропорциональна этому соотнон1ению. Вспомогательный электродвигатель привода 35 может быть не реверсивным, так как относительное замедление движения зубчатого венца 28 может быть достигнуто за счет торможения всномогательного электродвигателя 35. Независимо от средства нарушения синхронности вращения зубчатого венца 28 и вращающейся втулки 16 различие их скоростей вызывает вращение зубчатого колеса 40 вокруг собственной оси и вследствие этого нодъем или опускание червячного колеса 44, которое обусловливает изменение угла наклона качающегося подщипника 36 по отношению к центральному засыпному каналу 17. Изменение угла наклона качпюн,егося нодщипника 36 по отнощению к продольной оси центрального засынного кана.1 )7 изменяет длин) хода тяг 50 и Е ледствне этого угол наклона распределительного лотка 1 по отнощению к центральной оси доменной нечи.

Если зубчатый венец 28 и вращающаяся втулка 16 движутся синхронно, то конец распределительного лотка I, из которого высыпается шихта, вращается ио кругу вокруг центральной оси доменной печи. Если ке синхронность их движения нарушается и между зубчатым венцом 28 и вращающейся втулкой 16 возникает относительная скорость, происходит изменение угла наклона распределительного лотка 1 по отношению к центральной оси доменной иечи так, что радиус описываемой окружности

уве.чнчивается или у.меньшается в зависимости от характера изменения относительной скорости между вращающейся втулкой 16 и зубчатым венцом 28. Выгрузка шихты в колощник производится по кругу или сиирали в зависимости от того, будет ли синхронность движения зубчатого венца 28 и вращающейся втулки 16 нарушаться периодически или постоянно.

Описываемый нривод позволяет в каждом случае с высокой точностью управлять движением распределительного лотка, т. е. раснределительный лоток может быть направлен на любую точку поверхности засыпки или он может «ощунывать всю поверхность засьшки. При иомощи указанного привода можно производить засынку по кольцевой илн сниралеобразной траектории, причем расстояния между концентрическими кругами или спиральными траекториями засыпки материала на колощник возрастают в геометрической прогрессии от стенок к центральному каналу доменной печи, причем такая засыпка является наиболее эффективной в отнощении оптимальности работы печи.

Песмотря на отказ от вращающейся подвески для распределительного рукава последний сохраняет способность вращения и изменения угла наклона. За счет того, что

детали привода для вращения опоры раснределнтельного рукава не нужны, можно размещать важнейщие детали иривода в верхней части доменной печи в отдельном корпусе. Связанные с распределительным

рукавом эле.менты управления являются единственными органами привода, которые в полной мере или частично полноргаются воздействию колошниковой пыли и высокой температуры. Все остальные детали, как,

например, роликовый вращающийся нодшиппик, зубчатый привод и т. д., в засыпном устройстве не подвергаются коррозионному воздействию насыщенного пылью колошникового газа, что нрепятствует быстрому износу сравнительно чувствительных деталей привода. Так как большинство деталей привода размещено в верхней части домны в отдельном корпусе, облегчается доступ к этим деталям привода и одновременно гарантируется большая безопасность для обслуживающего персонала при ремонте.

Формула изобретения

Привод распределителя шихты для домеиной печи, содержащий центральный желоб и подвешенный к нему на шарнире приводной лоток, отличающийся тем, что, с целью упрощения привода и повышения его надежности, он снабжен шарнирно закрепленным на консолях подшипником, внешнее кольцо которого выполнено с возможностью опрокидывания и вращения и связано через поводковую вилку с червяком, а внутреннее выполнено с возможностью опрокидывания и передвижения по закрепленному на желобе направляющему сегменту и связано рычажной системой с лотком, при этом консоли закреплены на втулке, размещенной на роликовом подщипнике, установленном концентрично желобу, а привод содержит два приводных механизма, связанных между собой планетарной передачей, первый из которых связан с втулкой, а второй - с червяком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка № 2174712/02, кл. С 21В 7/18, с конвенционным приоритетом от 20.09.74, по которой принято положительное решение о выдаче патента.