CN102494540B - 环冷机及其单元静密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于环冷机的单元静密封装置，包括台车下层平板、分别与所述台车下层平板的四周构成四条连续密封边的台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿；所述四条连续密封边包括刚性凸圈和弹性密封圈，所述刚性凸圈围合固设在所述台车下层平板上表面上；所述弹性密封圈围合固设在所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿上；且，台车密封状态下的所述弹性密封圈的下表面与刚性凸圈的上缘压抵密封。本发明能够有效解决密封件与台车下层平板之间夹存残余矿料的问题，确保整机的工作稳定性。在此基础上，本发明还提供一种具有该单元静密封装置的环冷机。

Description

环冷机及其单元静密封装置

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种环冷机及其单元静密封装置。

背景技术

环冷机在钢铁企业中，用于冷却烧结的高温物料。环冷机整体呈圆环形，沿周向分为高温区I区、中温区II区、低温区III区和非冷却区IV区。运转过程中，待冷却的矿料自非冷却区的装料工位注入各环冷机台车，进入冷却区内后通过压力风对矿料进行冷却，而后各环冷机台车进入非冷却区的卸料工位，完成冷却和卸料。

请参见图1、图2和图3，其中，图1为环冷机的整体结构示意图，图2为图1所示环冷机的A-A局部剖视图，图3为图1的B－B局部剖视图。

工作过程中，冷风经进风管吹入冷却区的台车11下部空间，并从下向上强制穿过篦板111上的矿料层，与矿料进行充分热交换形成热烟气后排出。之后，台车11回转至非冷却区卸料工位，完成卸料作业。

在矿料冷却过程中，需对环冷机台车11的车体进行密封，以避免冷风从环冷机台车11的下层平板112的周边泄漏，影响冷却效果。现有技术中，在台车内侧密封板12、台车外侧密封板13、前置支承梁的后支撑板14和后置支承梁的前支撑板15与台车下层平板112上表面之间构成四条连续密封边，各密封胶件分别通过密封体支架与相应的侧板、支撑板固定连接。也就是说，台车体的静密封采用台车下层平板112挤压密封橡胶16的结构来实现。具体如图4所示简图，该图为图3的C部放大图。

在此结构中，台车下层平板112为一水平设置的平板，密封橡胶16为垂直位置。在台车的运转过程中，下层平板112与密封橡胶16紧密贴合。在卸料过程中，台车体打开、下层平板112与密封橡胶16分离；卸料完成后，下层平板112与密封橡胶16重新压紧贴合，从而实现台车密封。

但是，受自身结构的限制，现有的台车单元静密封装置在台车运行过程中极易导致密封橡胶16及台车下层平板112易损坏。结合图4所示，由于密封配合形成于台车下层平板112的水平板面上，显然，当卸料后密封配合处的下层平板局部有烧结矿散料粘连、堆积，则在台车复位闭合后造成下层平板112与密封橡胶16间夹料，进而损坏密封橡胶及台车体。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对现有环冷机单元静密封装置进行优化设计，以有效降低密封配合处夹料的可能性，满足台车的工作稳定性要求。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种结构优化的用于环冷机的单元静密封装置，以有效避免在密封配合处夹料，确保整机的工作稳定性。在此基础上，本发明还提供一种具有该单元静密封装置的环冷机。

本发明提供的用于环冷机的单元静密封装置，包括台车下层平板、分别与所述台车下层平板的四周构成四条连续密封边的台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿；所述四条连续密封边包括刚性凸圈和弹性密封圈，所述刚性凸圈围合固设在所述台车下层平板上表面上；所述弹性密封圈围合固设在所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿上；且，台车密封状态下的所述弹性密封圈的下表面与刚性凸圈的上缘压抵密封。

优选地，所述刚性凸圈的后侧边上缘至其前侧的所述台车下层平板上表面之间具有后导料斜面；且，台车卸料状态下的所述后导料斜面与水平面之间的夹角大于烧结矿料的安息角。

优选地，所述后导料斜面形成于斜向设置在后导料板的上表面，且所述后导料板的前缘延伸至所述台车下层平板上表面的中部。

优选地，所述刚性凸圈的前侧边上缘至其后侧的所述台车下层平板上表面之间具有前导料斜面，所述刚性凸圈的内侧边上缘至其内侧的所述台车下层平板上表面之间具有内导料斜面，所述刚性凸圈的外侧边上缘至其外侧的所述台车下层平板上表面之间具有外导料斜面。

优选地，所述前导料斜面、内导料斜面和外导料斜面分别形成于斜向设置的前导料板、内导料板和外导料板的上表面。

优选地，所述刚性凸圈由多块立板围合焊接制成，且每块所述立板的上沿为外凸弧面。

优选地，所述弹性密封圈采用邵氏硬度HA20～40的橡胶制成；且所述弹性密封圈通过连接件与所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿之间为可拆卸固定连接。

优选地，所述连接件的横截面呈开口向下的“n”字形，所述弹性密封圈内置于“n”字形所述连接件的内侧，且所述弹性密封圈的下端面低于所述连接件两侧壁的下缘。

优选地，所述弹性密封圈与连接件之间粘接固定，“n”字形所述连接件与所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿之间采用螺纹紧固件连接。

优选地，所述后置支承梁的前沿上还设置有限位板，台车密封状态下的所述限位板的下沿与所述刚性凸圈后侧的台车后部上表面相抵。

本发明提供的环冷机，包括与每个环冷机冷却工作单元对应设置的单元静密封装置，所述单元静密封装置如前所述。

本发明所述单元静密封装置针对形成配合密封的适配结构进行了改进设计，该密封适配结构中的一者为围合固设在台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿上的弹性密封圈，另一者为围合固设在台车下层平板上表面的刚性凸圈；台车复位密封后，该弹性密封圈的下表面与弹性凸圈的上缘压抵密封，从而沿台车下层平板的四周形成四条连续的密封边。与现有技术相比，本发明台车体上与弹性密封圈相适配的密封配合处位于突出于台车下层平板的刚性凸圈上缘，由于刚性凸圈的上缘宽度尺寸较小且高于台车下层平板，因此，在卸料完成后的物料能够自行掉落，从而有效规避在该密封配合处积存、堆积烧结矿散料的问题。如此设置，使得台车复位密封后的刚性凸圈与弹性密封圈之间夹料的可能性大大降低，一方面可提高密封件使用寿命，有效降低维护成本；同时，可减少夹料导致的台车体的变形，在提高整机运行可靠性的基础上降低了维护频率，进而有效提高其作业效率。

在本发明的优选方案中，在刚性凸圈的后侧边上缘至其前侧的所述台车下层平板上表面之间具有后导料斜面；且，台车卸料状态下的所述后导料斜面与水平面之间的夹角大于烧结矿料的安息角。这样，当台车打开时，刚性凸圈围合内侧台车下层平板上的矿料可经由该后导料斜面顺畅滑落，特别是，由于后导料斜面的设置，使得刚性凸圈的后侧部不会在卸料路径中构成对矿料的遮挡，从而为完全卸料提供可靠保障。优选地，该后导料斜面形成于斜向设置在后导料板的上表面，可进一步提高台车体与刚性凸圈之间的整体刚度及强度。

在本发明的另一优选方案中，刚性凸圈的前侧边上缘至其后侧的台车下层平板上表面之间具有前导料斜面，可进一步提高其完全卸料效果；同时，刚性凸圈的内侧边上缘至其内侧的台车下层平板上表面之间具有内导料斜面，刚性凸圈的外侧边上缘至其外侧的台车下层平板上表面之间具有外导料斜面，如此设置，可避免装料过程中在刚性凸圈内侧部、外侧部的根部形成积料的可能，并且可进一步提高台车体与刚性凸圈之间的整体刚度及强度。

在本发明的又一优选方案中，弹性密封圈采用邵氏硬度HA20～40的橡胶制成；且所述弹性密封圈通过连接件与所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿之间为可拆卸固定连接。由于该弹性密封圈硬度相对较低，因此，当需要更换弹性密封圈的密封胶件时，即使在非卸料工位也便于施力于密封胶件，通过相应的弹性变形完成更换作业；同时，可以将连接件与弹性密封圈作为一个总成部件预制，从而在作业前期准备连接件与弹性密封圈之间的组装，检修维护更加简便，可在环冷机的任意位置进行弹性密封圈的更换。

附图说明

图1是现有环冷机的整体结构示意图；

图2为图1所示环冷机的非冷却区的A－A局部剖视图；

图3为图1的B－B局部剖视图；

图4为图3的C部放大图；

图5是具体实施方式所述单元静密封装置的俯视简图；

图6是具体实施方式中所述单元静密封装置的径向剖面图；

图7是具体实施方式所述单元静密封装置的周向剖面图；

图8示出了图7的F部放大图；

图9示出了图6的G部放大图；

图10示出了连接件的一种改进结构及其装配关系；

图11示出了连接件的另一种改进结构及其装配关系。

图5－图11中：

环冷机台车50、台车内侧密封板51、台车外侧密封板52、前沿53、后沿54、台车下层平板55、前置支承梁61、后置支承梁62、刚性凸圈71、后侧边711、内侧边712、外侧边713、前侧边714、弹性密封圈72、后导料板73、后导料斜面731、前导料板74、前导料斜面741、内导料板75、内导料斜面751、外导料板76、外导料斜面761、连接件77、侧壁771、侧壁771'、侧壁771"、凸起部772、螺纹紧固件78、限位板79。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种结构优化的单元静密封装置，以有效解决密封件与台车下层平板之间夹存残余矿料的问题，确保整机的工作稳定性。

不失一般性，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

本文中所涉及的用于台车内侧密封板、台车外侧密封板的方位词内、外是以环冷机中心作为基准定义的，所涉及的方位词前、后是以环冷机的转动方向为基准定义的。应当理解，所述内、外、前、后等方位词的使用并不限定本申请请求保护的范围。

本实施方式中，构成环冷机的基本功能部件及其相互之间的位置连接关系与现有技术相同，可一并参见图1、图2和图3。具体而言，每个台车与内侧栏板、外侧栏板及两个相邻的支承梁侧板构成若干个环冷机冷却工作单元，分别沿环冷机的周向依次设置；工作过程中，沿着固设于支架上的导轨，台车与支承梁围绕环冷机的中心回转运动，完成布料、冷却及卸料等作业。其中，冷却矿料的作业通过送风***具体实现。另外，对于需要设置余热回收功能的环冷机，还需要设置烟气罩及烟气罩密封等功能部件。

需要说明的是，前述主要功能部件的结构及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。

请参见图5，该图示出了本实施方式所述单元静密封装置的俯视简图。

如图所示，针对每个环冷机台车50，设置在环冷机台车50前进方向的支承梁为前置支承梁61，设置在与环冷机台车50前进方向相反方向的支承梁为后置支承梁62。环冷机台车50的台车下层平板55依次与前置支承梁61的后沿54、台车内侧密封板51、后置支承梁62的前沿53及台车外侧密封板52构成四条连续密封边，构成环冷机台车50的单元静密封装置。这样，环冷机台车50的车体就形成一个密闭的空间，防止进入环冷机台车50的冷风从台车下层平板55的周边泄漏。

为详细阐述本方案单元静密封装置的优化结构，请一并参见图6和图7。

其中，图6是本实施方式所述单元静密封装置的径向剖面图，其剖切位置如图5中所示的剖切位置D-D，该图示出了设置在台车内侧密封板51与台车下层平板55之间的密封边，以及设置在台车外侧密封板52与台车下层平板55之间的密封边；图7是本实施方式所述单元静密封装置的周向剖面图，其剖切位置如图6中所示的剖切位置E-E，该图示出了后置支承梁62的前沿53与台车下层平板55之间的密封边，以及前置支承梁61的后沿54与台车下层平板55之间的密封边。

本方案中，该四条连续密封边包括相适配的刚性凸圈71和弹性密封圈72，该刚性凸圈71围合固设在台车下层平板55上表面上，弹性密封圈72围合固设在台车内侧密封板51、台车外侧密封板52、前置支承梁61的后沿54和后置支承梁62的前沿53上；在台车复位闭合建立密封配合的过程中，弹性密封圈72为固定部件，刚性凸圈71为随台车一并绕其铰点转动的活动部件。图中所示为台车复位后的密封状态，此状态下，弹性密封圈72的下表面与刚性凸圈71的上缘压抵密封。

应当理解，弹性密封圈72的设计尺寸可以根据其材质性能及相邻构件的尺寸参数确定其预压变形量，从而在环冷机的运转过程中，确保弹性密封圈72与刚性凸圈71之间紧密贴合，并具有一定的压力，从而实现台车运转过程中的可靠密封。优选地，弹性密封圈72采用邵氏硬度HA20～40的橡胶制成。

需要说明的是，弹性密封圈72及刚性凸圈71可以采用一体式结构，也可以沿四条密封边划分成多段依次拼接成一整体式结构。显然，采用多段加工方式既可以降低加工成本，也可以大大降低材料成本，同时方便检修更换。本方案中，刚性凸圈71由多块立板围合焊接制成，且每块立板的上沿为外凸弧面，该外凸弧面状上沿可进一步降低刚性凸圈71上积料的可能性。

如图7所示，刚性凸圈71的后侧边711位于卸料路径当中，由于刚性凸圈71的上缘突出于台车下层平板55，因此，后侧边711的前侧根部的台车下层平板55上将在卸料完成后存在少量积料。为此，刚性凸圈的后侧边711上缘至其前侧的台车下层平板55上表面之间具有后导料斜面731，且，台车卸料状态下的后导料斜面731与水平面之间的夹角大于烧结矿料的安息角。当台车打开时，刚性凸圈71围合内侧台车下层平板55上的矿料可经由该后导料斜面顺畅滑落，确保完全卸料。

如图所示，本方案中的后导料斜面731形成于斜向设置在后导料板73的上表面，且后导料板73的前缘延伸至台车下层平板55上表面的中部。组装后，后导料板73周边可以分别与刚性凸圈71的后侧边711、内侧边712和外侧边713及台车下层平板55焊接固定，可进一步提高台车体与刚性凸圈71之间的整体刚度及强度。当然，后导料斜面731可以形成于板状构件的上表面，也可以形成于实体构件的上表面。

再如图7所示，刚性凸圈71的前侧边714上缘至其后侧的台车下层平板55上表面之间具有前导料斜面741，该前导料斜面741形成于斜向设置的前导料板74的上表面，可进一步提高其完全卸料效果；具体如图8所示，该图示出了图7的F部放大图。

此外，刚性凸圈71的内侧边712上缘至其内侧的台车下层平板55上表面之间具有内导料斜面751，该内导料斜面751形成于斜向设置的内导料板75的上表面。

同样地，刚性凸圈71的外侧边713上缘至其外侧的台车下层平板55上表面之间具有外导料斜面761，该外导料斜面761形成于外导料板76的上表面。具体如图9所示，该图示出了图6的G部放大图。如此设置，可避免卸料过程中在刚性凸圈内侧部、外侧部的根部形成积料的可能，并且可进一步提高台车体与刚性凸圈之间的整体刚度及强度。

需要说明的是，图9所示详细结构的示出位置为台车外侧密封板52下方的密封边，由于台车内侧密封板51下方的密封边的密封结构原理相同，具体结构即为台车外侧密封板52侧的镜像，故为减小图幅仅在图9中将相同构件标记在括号内示出。

另外，为了便于在检修维护过程中更换弹性密封圈72，本方案中的弹性密封圈72通过连接件77与台车内侧密封板51、台车外侧密封板52、前置支承梁61的后沿54和后置支承梁62的前沿53之间为可拆卸固定连接。如此设置，可以将连接件77与弹性密封圈72作为一个总成部件预制，从而在作业前期准备连接件77与弹性密封圈72之间的组装，使检修维护更加简便；此外，弹性密封圈72优选采用邵氏硬度HA20～40的橡胶制成，具有相对较低的硬度，当需要更换密封胶件时，即使在非卸料工位也便于施力于弹性密封圈72，通过相应的弹性变形完成更换作业。

当然，起联接固定作用的连接件77可以采用不同的结构形式来实现，例如，整体为与弹性密封圈72的形状吻合的封闭体，或者沿弹性密封圈72的密封边采用分段式设置。此外，该连接件77横截面可以为矩形，也可以根据具体需要进行设置，例如图中所示的开口向下的“n”字形。

结合图8和图9所示，连接件77的横截面呈开口向下的“n”字形，弹性密封圈72内置于“n”字形连接件77的内侧，且弹性密封圈72的下端面低于连接件77两侧壁771的下缘，由于连接件77的两个侧壁771能够夹持弹性密封圈72，从而使得具有较低硬度的弹性密封圈72保持较好的工作姿态。具体地，弹性密封圈72与连接件77之间优选采用粘接固定，“n”字形连接件77与台车内侧密封板51、台车外侧密封板52、前置支承梁61的后沿54和后置支承梁62的前沿53之间采用螺纹紧固件78连接。

关于弹性密封圈72与连接件77的固定连接，前述粘接固定方式采用耐高温胶即可满足实际需要。当然，“n”字形连接件77与弹性密封圈72之间也可以通过进一步的结构优化，在两者之间形成限位结构，具体请参见图10和图11。其中，图10示出了连接件的一种改进结构，该图所示内容与图8相同。该方案中的“n”字形连接件77两个侧壁771'的下沿均朝向弹性密封圈72倾斜，即呈向内收扰状，以避免弹性密封圈72偏离“n”字形连接件77；其中，图11示出了连接件的另一种改进结构，该图所示内容与图9相同，该方案中的“n”字形连接件77两个侧壁771"内表面形成凸起部772，且凸起部772嵌入弹性密封圈72，从而在两者之间形成更加可靠的固定连接关系。应当理解，基于“n”字形连接件77的上述结构优化，可以将弹性密封圈72作适量的弹性变形以完成两者之间的组装；当然，也可以将弹性密封圈72作适配性的形状调整。

此外，本方案中后置支承梁62的前沿53上还设置有限位板79，台车密封状态下的限位板79的下沿与刚性凸圈71后侧的台车后部的上表面相抵，以对复位台车进行限位并将环冷机回转框架及台车重量传递至台车轮，同时也对单元静密封装置进行保护。为提高其整体强度可在该限位板79的后侧设置一定数量的加强筋。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，包括台车下层平板、分别与所述台车下层平板的四周构成四条连续密封边的台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿；所述四条连续密封边包括：

刚性凸圈，围合固设在所述台车下层平板上表面上；和

弹性密封圈，围合固设在所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿上；且，台车密封状态下的所述弹性密封圈的下表面与刚性凸圈的上缘压抵密封。

2.根据权利要求1所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述刚性凸圈的后侧边上缘至其前侧的所述台车下层平板上表面之间具有后导料斜面；且，台车卸料状态下的所述后导料斜面与水平面之间的夹角大于烧结矿料的安息角。

3.根据权利要求2所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述后导料斜面形成于斜向设置在后导料板的上表面，且所述后导料板的前缘延伸至所述台车下层平板上表面的中部。

4.根据权利要求1或2所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述刚性凸圈的前侧边上缘至其后侧的所述台车下层平板上表面之间具有前导料斜面，所述刚性凸圈的内侧边上缘至其内侧的所述台车下层平板上表面之间具有内导料斜面，所述刚性凸圈的外侧边上缘至其外侧的所述台车下层平板上表面之间具有外导料斜面。

5.根据权利要求4所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述前导料斜面、内导料斜面和外导料斜面分别形成于斜向设置的前导料板、内导料板和外导料板的上表面。

6.根据权利要求5所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述刚性凸圈由多块立板围合焊接制成，且每块所述立板的上沿为外凸弧面。

7.根据权利要求1所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述弹性密封圈采用邵氏硬度HA20～40的橡胶制成；且所述弹性密封圈通过连接件与所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿之间为可拆卸固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述连接件的横截面呈开口向下的“n”字形，所述弹性密封圈内置于“n”字形所述连接件的内侧，且所述弹性密封圈的下端面低于所述连接件两侧壁的下缘；所述弹性密封圈与连接件之间粘接固定，“n”字形所述连接件与所述台车内侧密封板、台车外侧密封板、前置支承梁的后沿和后置支承梁的前沿之间采用螺纹紧固件连接。

9.根据权利要求8所述的用于环冷机的单元静密封装置，其特征在于，所述后置支承梁的前沿上还设置有限位板，台车密封状态下的所述限位板的下沿与所述刚性凸圈后侧的台车后部上表面相抵。

10.环冷机，包括与每个环冷机冷却工作单元对应设置的单元静密封装置，其特征在于，所述单元静密封装置如权利要求1至9中任一项所述。

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