CN1011818B - 液压传动布料装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压传动布料装置。布料装置的溜槽[9]卡接在托架[8]上，又通过耳轴[7]吊挂在耳轴转套[6]上。开动液压马达[1]，通过圆柱齿轮[2]、齿圈[3]、连接套筒[5]及耳轴转套，带动布料溜槽作正或反向旋转。液压缸[11]的活塞杆上下动作，带动拉杆[12]、托圈[13]、靠耳轴转套带动可在托圈内旋转的臂架[15]，以及可在其矩形槽内滚动并作水平位移的滚轮[37]一起升降，滚轮牵动曲柄使耳轴绕自身轴线转动，带动布料溜槽摆动。

Description

本发明涉及一种布料装置，特别是一种液压传动的带有布料溜槽的装料设备。其布料溜槽既可作正反向旋转又能摆动，摆动角度可调，并且全部都采用液压传动。

本发明适用于具有高压炉顶的高炉，也可用于竖炉。

目前高炉的装料设备主要有两大类，第一类是有料钟的，第二类是无料钟的。与本发明最为接近的是美国专利US-3899088，IPC：F27B₁20。

美国专利US-3899088同时描述结构大同小异的两种布料装置。这种布料装置都是由电动机和直动液压缸传动的，兹就上述两种型式的布料装置，加以简述如下：

第一种布料装置，其旋转传动位于摆角传动上方。这种布料装置主要由可绕高炉垂直中心线旋转的内管，与之同轴心可作垂直移动的外管及其机械传动装置组成。内管顶部***固定的原料加料槽内，内管外壁与加料槽内壁之间设有密封装置，且通过环形板与齿圈连接，齿圈又通过惰轮和电动机轴端齿轮啮合，齿圈根部成锥形，由上下两排锥轮支承，与环状箱形支座一起构成支承装置，支承装置安装在炉顶平台上。内管下端在其径向的筒壁上，呈对称的设置两个短轴，溜槽的钩头挂在该轴上。在溜槽钩头下方其两侧，通过一对连杆与外管下端铰接。

溜槽旋转运动是由电动机的齿轮传动惰轮、齿圈、内管而作旋转运动的。外管上的凸缘支在旋转支撑装置上。该支撑装置又支在许多动力缸上。动力缸支在炉顶平台上。

密封件装在内管和旋转支撑装置之间及外管和旋转支撑装置之间。

由冷却装置进行冷却的密封装置安放在外管与高炉炉头之间。

内管与外管之间的重合段，通过导轨和导槽组成滑道，借以传动和导向。外管下部大部分长度位于高炉内部，内、外管均与高炉连通。

溜槽的摆动是由液压缸推拉环形支撑装置，带动外管升降，通过连杆使之摆。当内管旋转时，通过内外管之间滑道，可带动外管同步旋转。

上述溜槽的旋转和摆动，可以单独进行也可以同时进行。

第二种方案：其溜槽摆角传动装置在旋转传动装置上方。与第一种布料装置的主要区别是，内管升降并被动旋转。外管底部悬挂溜槽并带动溜槽旋转。使溜槽摆的连杆两端分别与溜槽头部和内管外壁铰接。

该专利所述布料装置，都没有气密箱，因此溜槽旋转和摆角传动装置只能安装在独立的平台上，缺乏整体性，难于保证内外管的同轴度，特别是高炉生产处于高温状态，炉体上涨、倾斜，必然导致水冷钢圈处的密封径向间隙不均，内外管同轴度偏差加大。各液压缸底平面随炉壳倾斜，则摆角支撑装置及外管，不会再处于同一水平面上，内外管易产生卡死现象，使布料器不能正常进行工作或造成炉顶密封处损坏，不能实现高压操作。

该装置共有四道密封，其中两道是旋转密封，另外是旋转和往复运动的密封。后一种密封方式，由于内外管倾斜、间隙不均、且部份暴露于大气中，其表面粘附灰尘，当内外管旋转和升降时，密封件时松时紧，容易损坏，从而使其失去密封性能，不适于高压操作。此外高温煤气必然外泄易吹损密封装置，会引起高炉经常休风、检修。且外泄煤气污染环境，影响安全操作。

这套装置的内外管重合段之间装有导轨，两管间的间隙很大，高温、高含尘量和含水的煤气经间隙和导轨直接进入外管顶部的轴承内，轴承润滑将遭受破坏，加速轴承和导轨磨损。在高温作用下，轴承和导轨还要产生变形，增大设备运行的阻力，其至会卡住，不能再进行正常工作。而且第二方案的旋转和摆角传动的两个大轴承，未设密封装置，与炉顶含尘量高的大气相通，运行中磨损也是严重的，这种结构用于高炉上是不适宜的。

此外，旋转传动的齿圈和惰性轮的支撑装置，结构复杂、零部件多、外形尺寸大、重量重。

关于布料溜槽的更换方式，由于溜槽与内外套管用连杆铰接，因此不能在高炉上单独拆卸。更换溜槽时，须拆除其旋转与摆的支撑装置、炉顶水冷钢圈和密封装置。另外，内外管和溜槽总高度很高，如该专利所述，若从高炉炉顶钢圈处提出更换，还须拆除上部加料槽、甚至拆除料罐，因此这种更换方式费时、费力。

本发明的目的主要是为具有高压炉顶的高炉提供一种全液压传动的布料装置。

这种布料装置包括通以冷却气体的气密箱〔25〕、〔26〕，从气密箱顶盖〔25〕朝下伸入箱内的中心喉管〔24〕和两套传动***，以及密封环〔19〕、〔20〕组成。其特征是两套传动***之一为布料溜槽〔9〕的旋转传动***，它是由液压马达〔1〕、主动齿轮〔2〕、从动齿圈〔3〕、安装在耳轴转套〔6〕上吊挂溜槽托架〔8〕的耳轴〔7〕及布料溜槽〔9〕组成。液压马达〔1〕装在气密箱顶盖〔25〕上，通过伸入气密箱内的竖轴使主动齿轮〔2〕与从动齿轮〔3〕啮合，连接套筒〔5〕将 齿圈〔3〕和耳轴转套〔6〕连接起来，并支撑在十字交叉滚柱回转支承〔4〕的外圈上，可以转动，而十字交叉滚柱回转支承的内圈固定在气密箱内的环状支承座〔31〕上，不能转动，耳轴〔7〕为径向对称布置在耳轴转套上，并可绕自身轴线转动，耳轴内端连接有可挂布料溜槽〔9〕的托架〔8〕，另一个***为布料溜槽〔9〕组成，液压马达〔1〕装在气密箱顶盖〔25〕上，通过伸入气密箱内的竖轴使主动齿轮〔2〕与从动齿轮〔3〕啮合，连接套筒〔5〕将齿圈〔3〕和耳轴转套〔6〕连接起来，并支撑在十字交叉滚柱回转支承〔4〕的外圈上，可以转动，而十字交叉滚柱回转支承的内圈固定在气密箱内的环状支承座〔31〕上，不能转动，耳轴〔7〕为径向对称布置在耳轴转套上，并可绕自身轴线转动，耳轴内端连接有可挂布料溜槽〔9〕的托架〔8〕，另一个***为布料溜槽〔9〕的摆***，它是由液压缸〔11〕、与液压缸相连接的驱动拉杆〔12〕、与拉杆另一端相连并带有圆周跑槽的托圈〔13〕和臂架〔15〕、曲柄〔16〕、耳轴〔7〕、托架〔8〕组成，臂架〔15〕位于托圈〔13〕和耳轴转套〔6〕之间，其外侧有五个具有径向水平轴的锥形支承滚轮〔14〕伸进托圈的圆周跑槽内，而内侧通过两个曲柄〔16〕与耳轴〔7〕相连接，曲柄尾端有滚轮〔37〕，并位于臂架〔15〕内侧的矩形导槽内，可旋转的连接套筒〔5〕与不可旋转的液冷套管〔22〕之间设置环状填料密封〔19〕，可旋转的耳轴转套〔6〕与气密箱底部不可旋转的液冷屏风〔21〕之间同样设置环状填料密封〔20〕。

这种布料装置具有机构简单、密封可靠、维护检修方便、运行安全可靠的特点，能够按高炉的各种操作要求，精确地向炉内布料，起到提高产量、降低焦比及节约能源的作用。

本发明的各部份构造及其功能如下所述。参照图一液压传动布料装置的正视图，图二A-A剖视图，图三立体示意图。

在气密箱顶盖〔25〕上装有液压马达〔1〕，其轴顶端连着自整角机〔10〕，用来发送信号以控制布料溜槽的回转运动。液压马达下伸的长轴上装有两个滚动轴承〔30〕，以保持其稳定，长轴下端装着圆柱齿轮〔2〕，与齿圈〔3〕啮合。齿圈〔3〕、连接套筒〔5〕、十字交叉滚子回转支承〔4〕的内圈及耳轴转套〔6〕均用螺栓连接在一起，十字交叉滚子回转支承〔4〕的外圈用螺栓连接在气密箱内的支承座〔31〕上。在耳轴转套的圆周上，装有两根可绕自身轴线转动的耳轴〔7〕，两耳轴呈对称布置，其两端均为花键轴布料溜槽〔9〕通过吊挂在耳轴上的托架〔8〕卡挂在托架中间，不用任何连接件或紧固件。托架上的两个花键孔套挂在耳轴的花键轴上，这样，当液压马达开动时，布料溜槽即能随耳轴转套一起旋转。

在气密箱顶盖上还装有三个液压缸〔11〕，拉杆〔12〕的两端用销轴分别与液压缸的活塞杆及托圈〔13〕铰接，托圈外圈上装有三个滑块，其中一个滑块兼作齿条〔27〕，可沿气密箱箱体内壁上的滑道〔17〕上下滑动，齿条传动装在气密箱箱体〔26〕上的扇形齿轮〔28〕，扇形齿轮装在轴〔32〕上，轴头连着自整角机〔29〕，用来发送信号以控制布料溜槽的摆动角度。位于托圈和耳轴转套之间的臂架〔15〕的外侧装有五个伸进托圈跑槽内的锥形支承滚轮〔14〕，臂架能在托圈内旋转并随其升降，臂架上还装有四个水平挡轮〔33〕，以防止臂架旋转时水平方向的窜动，臂架内侧伸出四条凸台滑道〔35〕，与耳轴转套外壁上沿圆均布的四条垂直凸台滑道〔36〕相配合，通过这四对凸台滑道耳轴转套就能带动臂架一起作正、反向旋转。曲柄〔16〕将其一端的花键孔套装在耳轴的花键上，曲柄的尾端装有伸进臂架矩形导槽内的滚轮〔37〕，它可在槽内滚动，当液压缸的活塞杆上下动作时，通过拉杆带动托圈〔13〕锥形支承滚轮〔14〕与臂架〔15〕一起升降，臂架带有曲柄上的滚轮上下运动并作水平位移，牵动曲柄使耳轴绕自身轴线一起转动，布料溜槽即随之摆动。气密箱箱体内壁底部装有三个挡块〔18〕，每当托圈降落到下极限位置时，正好座在挡块上，每布完一次料，托圈都要落到下极限位置。

布料溜槽的摆动和旋转分别由两套独立的传动机构来实现，既可分开动作，也可同时动作，并可作正、反向旋转。

布料装置与高炉装在同一轴线上。炉料通过中心喉管〔24〕靠重力作用经溜槽向炉内布料。紧贴中心喉管外臂装有液冷套管〔22〕内通液体冷却。中心喉管和液冷套管一同装在气密箱顶盖上，整个气密箱通过其箱体法兰，连同环状的液冷屏风 〔21〕，用螺栓固接在高炉炉头上。液冷屏风内通液体冷却，其面向炉内一侧衬有隔热用耐高温材料〔34〕。耳轴转套内壁也衬有隔热用耐高温材料〔23〕耳轴转套与液冷屏风之间，连接套筒与液冷套管之间分别装有密封环〔20〕与〔19〕，并均用润滑剂润滑，以提高密封性能。整个气密箱内通以冷却气体，既为冷却、充压，又起第二道密封作用。

本发明主要具有下列特点：

1.本发明的布料装置的溜槽摆动，是通过托圈、臂架的升降运动带动耳轴转动，使布料溜槽摆动的，是一种新颖的布料装置;

2.采用全液压传动，运动平稳、噪音小;

3.由于采用了液压传动，免除了电动机传动所需的减速装置。液压马达只用了一对齿轮、一个十字交叉滚子回转支承，就实现了布料溜槽的旋转运动，因而使整个机构简化、加工件少、重量轻、便于制造和维修、造价也低;

4.布料溜槽每布完一次料，托圈即落到下极限位置，座在挡块上，可以消除各部分机构所造成的积累误差，提高布炒溜槽的摆动精度;

5.由于紧贴中心喉管外壁装有液冷套管，改善了中心喉管的工作条件。气密箱体底部装有衬以耐高温材料的液冷屏风。它与耳轴转套之间，液冷套管与连接套筒之间均装有用润滑剂润滑的密封环。耳轴转套与高温炉气直接接触的内壁部分也衬有耐高温材料，因此气密箱的隔热和密封性能良好，改善了气密箱内各种零、部件的工作条件，气密箱内通以少量冷却气体，即使气密箱内的冷却气体压力低于炉内压力，或者冷却气体事故中断，夹带着尘料的高温炉气也不会很快进入气密箱内;

6.溜槽***托架中间，并依靠自身的凸台和托架上部两侧凸台的卡挂式连接，不用任何连接件或紧固件，更换溜槽既省时又方便。

Claims (8)

1、一种布料装置，特别是一种可用于竖炉，而主要适用于具有高压炉顶的高炉无料钟的布料装置，布料装置包括通以冷却气体的气密箱[25]、[26]，从气密箱顶盖[25]朝下伸入箱内的中心喉管[24]和两套传动***，以及密封环[19]、[20]组成，其特征是两套传动***之一为布料溜槽[9]的旋转传动***，它是由液压马达[1]、主动齿轮[2]、从动齿圈[3]、安装在耳轴转套[6]上吊挂溜槽托架[8]的耳轴[7]及布料溜槽[9]组成，液压马达[1]装在气密箱顶盖[25]上，通过伸入气密箱内的竖轴使主动齿轮[2]与从动齿轮[3]啮合，连接套筒[5]将齿圈[3]和耳轴转套[6]连接起来，并支撑在十字交叉滚柱回转支承[4]的外圈上，可以转动，而十字交叉滚柱回转支承的内圈固定在气密箱内的环状支承座[31]上，不能转动，耳轴[7]为径向对称布置在耳轴转套上，并可绕自身轴线转动，耳轴内端连接有可挂布料溜槽[9]的托架[8]，另一个***为布料溜槽[9]的摆动***，它是由液压缸[11]、与液压缸相连接的驱动拉杆[12]、与拉杆另一端相连，并带有圆周跑槽的托圈[13]和臂架[15]、曲柄[16]、耳轴[7]、托架[8]组成，臂架[15]位于托圈[13]和耳轴转套[6]之间，其外侧有五个具有径向水平轴的锥形支承滚轮[14]伸进托圈的圆周跑槽内，而内侧通过两个曲柄[16]与耳轴[7]相连接，曲柄尾端有滚轮[37]，并位于臂架[15]内侧的矩形导槽内，可旋转的连接套筒[5]与不可旋转的液冷套管[22]之间设置环状填料密封[19]，可旋转的耳轴转套[6]与气密箱底部不可旋转的液冷屏风[21]之间同样设置环状填料密封[20]。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的臂架〔15〕外侧装有五个伸进托圈〔13〕圆周跑槽内的锥形滚轮〔14〕，因此，臂架〔15〕既能在托圈〔13〕内旋转，又能随其升降，臂架〔15〕还装有四个水平挡轮〔33〕，以防止臂架〔15〕旋转时径向窜动。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的耳轴转套〔6〕外壁有沿圆周均布的四条垂直凸台滑道〔36〕，在臂架〔15〕的内侧也相应的伸出四条凸台滑道〔35〕与之相配合，当耳轴转套〔6〕旋转时，四对凸台滑道相互接触，带动臂架〔15〕旋转，旋转的同时臂架〔15〕又可随托圈〔13〕上下平动，四对凸台滑道发生相对滑动，臂架〔15〕的旋转、平动互不影响，即在溜槽旋转的同时，油缸活塞杆的伸缩运动，经过拉杆〔12〕、托圈〔13〕、臂架〔15〕、曲柄〔16〕、耳轴〔7〕、托架〔8〕转换为溜槽的摆动。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的两个曲槽〔16〕尾端装有滚轮〔37〕，臂架〔15〕上的矩形导槽对称的布置在耳轴转套〔6〕上两耳轴〔7〕的外侧，当臂架〔15〕随托圈〔13〕升降时，臂架〔15〕带着曲柄尾部滚轮〔37〕上下运动，同时带动曲柄〔16〕绕耳轴〔7〕摆动，因曲柄〔16〕、耳轴〔7〕、托架〔8〕、溜槽〔9〕之间为刚性连接，溜槽〔9〕亦即随之摆动。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的气密箱壁〔26〕内底部装有三个档块〔18〕，作为托圈〔13〕下降的极限位置。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的布料溜槽〔9〕是依靠溜槽底面中部偏上即重心上部的凸台和托架上部两侧向内的凸块卡挂在托架〔8〕中间，不需任何紧固件，更换极为方便。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的中心喉管〔24〕外壁套装一个液冷套管〔19〕。

8、根据权利要求1所述的装置，其特征是所述的气密箱底部法兰与高炉炉头之间装有环形液冷屏封〔21〕，其炉内一侧衬有耐高温材料〔34〕，耳轴转套〔6〕内壁也衬有耐高温材料〔23〕。

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