CN1039445A - 高炉的热风供送装置 - Google Patents

Abstract

一种具有若干单独部件的装置，至少具有一个中央管件(126)，其一端通过第一球窝节式接头(138)和第一伸缩件(144)与供热风的第一连接件(128)连接，另一端通过第二球窝节式接头(140)和第二伸缩件(146)与第二连接件(130)连接。为减小此装置的长度，第二球窝节式接头(140)与第一球窝节式接头(138)的朝向相反，其曲率中心(Y)位于第二连接件(130)的内部轴线上。

Description

本发明涉及高炉的热风供送装置，此装置具有几个构件，即：外壳和耐火衬里，并至少具有一个中央管件，其一端通过第一球窝节式接头、第一伸缩件与固定在围炉设置的环形热风管上的第一连接件连接，另一端通过第二球窝节式接头和第二伸缩件与第二连接件连接，此连接件与弯管和直吹管连接，直吹管通过第三球窝式接头相对于炉壁作活动连接;此装置至少还具有一对拉杆，使第一连接件与第二连接件作活动连接，在此装置中，第一球窝节式接头的曲率中心位于第一连接件的轴线上，位于连接件以内。

对通常称作“送风接管”的这些装置需考虑其可动性和密封性问题。实际上，由于热风的高温（约在1200℃以上）和炉内的高温，炉壁和环形热风管都面临着受热膨胀和变形的问题，从而在环形热风管和炉壁之间引起明显的位移。因此，应使送风接管能够补偿这些相对的位移，同时防止煤气或热空气的泄漏。

为满足这些要求，美国3、766、868号专利提供了上述引言中所述类型的送风接管。这种送风接管后来通过DE-C2-2218331号文件中所述万能球窝节式接头的设计得到了改进。这种送风接管的三个接头使其有可能补偿环形热风管和炉壁之间的所有相对移动。接头区的密封通过手风琴式伸缩件取得，而机械稳定性则由中央管件两端的第一和第二球窝节式万向接头来保证。

为减小中央管件的角度变动量，从而减轻伸缩件的负荷，最好使此中央管件两活动接点之间的距离尽可能加大。另外，为减小送风接管的体积和费用，最好减小其尺寸。

本发明的目的是提供一种上述引言中所述类型的送风装置，这种装置在这些相互矛盾的要求中取得一种折衷的方法。

为达到这一目的，本发明所提供的这种装置主要是第二球窝节式接头与第一球窝节式接头的朝向相反，而且其曲率中心位于第二连接件的轴线上，位于第二连接件或弯管以内。

使中央管件的两个球窝节式接头的朝向相反，在保持两个球窝节式接头中心之间距离不变的条件下可明显减小中央管件的长度。

根据第一个实施例，拉杆与两个连接件连接所采用接头的中心位于相应的两个连接件上包含第一或第二球窝节式接头曲率中心的径向平面内。

按照另一个实施例，各拉杆端部通过一对具有球形滑动接触面的垫圈与第一或第二连接件的法兰连接，接触面的曲率中心位于拉杆端部以外，位于连接件上包含第一或第二球窝节式接头曲率中心的径向平面内。

按照另一有利的实施例，中央管件通过引导并支撑中央管件的机构与拉杆连接。

从对实施例及其附图的详细说明中可看到本发明的其他特点和性能。

图1为美国3，766，868号专利的普通送风接管纵剖面简图;

图2为与图1相似的本发明送风接管简图;

图3和图4为本发明中部送风接管第一个实施例的相互垂直的两个纵剖面;

图5至8为与图3和图4相似并表示中央管件相对于邻接的各连接件所作各种移动的视图;

图9所示为中央管件的第2个实施例;

图9a为图9的部分放大详图;

图10和图11所示为第3个实施例的中部送风接管，所示方向互相垂直;

图12为与图10相应的剖面简图;

图13为与图10相似的视图，表示上述连接件和连接件的偏移;

图14为与图10相似的视图，表示下连接件相对于上述连接件倾斜;

图15至17为与图11相应的剖面简图，为对准和偏移时的剖面图;

图1中送风接管20将围着高炉设置的主环形管22连接到炉壁24上。送风接管20具有一直线倾斜段，该段具有一管件26，其上端与连接件28作活动连接，连接件28固定在环形管22上，其下端与用法兰连接在弯管32上的连接件30作活动连接。弯管32与一直吹管34连接，直吹管端部与喷嘴36作活动连接，喷嘴36固定在炉壁24上。管件26的上接头38和下接头40为球窝节式接头，其曲率中心用X和Y表示。同样，直吹管34和喷嘴36之间用一球窝节式接头42连接，接头42的曲率中心用2表示。因此，X、Y、Z三个点形成空间内三个点的连接，可使直吹管34和中央管件26作充分的角度变动，以补偿环形管22和炉壁24之间的所有相对位移。

接头38和40区域的密封通过风琴式伸缩件44和46取得，这些伸缩件相应地固定在管件26和相邻的连接件28和30上。机械稳定性用万向接头48、50来保证，接头48、50同样地使中央管件26与相邻的接头28和30连接。送风接管的所有构件都具有外部金属壳体和耐火衬里，必要时在38、40和42区域装填密封料。

接头38和40曲率中心X和Y之间的距离在图1中用L表示。中央管件26的角度变动量和在伸缩件44和46上产生的应力随距离L增大而减小。与此相反，距离L增大，则送风接管的尺寸也增大。

根据本发明，中央管件的下接头是反向的，于是中央管件的上下两端为凹形，而环形管和弯管上的连接件的相应邻接端部则为凸形。本发明的送风接管示于图2中，与图1中各构件相对应的构件标以100系例的相同编号。如图2所示，球窝节式接头138和140的曲率中心X、Y之间的距离L′在该实施例中与图1所示距离L相等。相比之下，中央管件126的总长就明显减小，此长度的差值表示为图2的环形管轴线O′和图1的环形管轴线O在图2上所在位置之间的距离。因此，送风接管120的缩短可使环形管122降低而接近炉壁。结果减小了送风接管的体积和降低了造价。

也可保持图1中央管件26的长度不变，但这样就会增大球窝节式接头38和40曲率中心X和Y之间的距离L，也就是减小此中央管件的角度变动量。

图3和图4更为详细地示出了中央管件126两端的球窝节式接头138和140，此两接头138和140的曲率半径R₁和R₂最好相等。

本发明还推荐取消图1中的万向接头48和50。但由于伸缩件144和146并不能支承送风接管的重量，故径向对置有一对拉杆，从而连接上连接件128和下连接件130。在图3和图4的实施例中，拉杆152、154直接连接在连接件128和130上的轴销156上。但为了使拉杆152、154能够为以下各图所示具有必要的可动性，此两拉杆与轴销156连接时应留有足够的游隙。为取得此可动性，连接件128的两个轴销156的轴线需通过上球窝节式接头138的曲率中心X。同样，固定在连接件130上的两个下轴销156，其轴线同样应通过下球窝节式接头140的曲率中心Y。

图5至图8表示送风接管的各种可能的可动性，例如，图5所示为上连接件128和下连接件130之间一定量的相对横向偏移。这种偏移可能是由环形管122相对于高炉作水平移动造成的，也可能是由环形管相对于高炉转动造成的。如图5所示，连接件128和130的轴线相互保持平行，而中央管件126则可使其轴线通过球窝节式接头138和140的曲率中心X和Y来补偿这一偏移。这一动作使伸缩件144和146一侧的波纹受到压缩，而使其另一侧的波纹受到张拉。

图6和图7分别表示在中央管件126区域送风接管向一个方向和另一个相反方向的弯曲。在这两种情况下，下连接件130的轴线相对于上连接件128的轴线作一定角度的侧斜。这种弯曲由中央管件126来补偿，即：中央管件自动地使其轴线通过此两球窝节式接头的曲率中心X和Y，也就是使轴线与上连接件128的轴线形成一α/2角，与下连接件130的轴线形成一α/2角。图6和图7的位置实际上是环形管122相对于炉壁124垂直移动的结果。

图8表示上连接件128和下连接件130之间的横向偏移，与图5所示偏移相似，只是发生在垂直于图5所示的偏移方向上，也就是说图8所示偏移是在图2所在平面上。须指出，图5至图8所示是用于说明的几种基本动作，但实际上送风接管的动作是比较复杂的，也就是说图5至图8所示偏移和倾斜可能同时出现。

图9所示为一种较有利的实施例，可缩短图3实施例中的拉杆。在图9的实施例中，连接件228和230具有相应的圆形法兰258和260，伸缩件244、246装在圆形法兰258和260上，拉杆252、254穿过相应法兰。

拉杆252和254端部与法兰258、260之间的连接详图见图9a，这是某一连接部位上拉杆254和法兰258之间的连接，其他三个连接部位与图9a所示相同。法兰258具有一通孔262，用以穿过拉杆254，为适应图5至图8所示动作，因此，通孔应较宽以便拉杆254可相对于法兰258作某种程度的倾斜。将螺帽264拧在位于法兰258、260外侧的拉杆端头上使拉杆定位。在每个螺帽264和相应的法兰258和260之间装有两个垫片266和268，其邻接的两个表面在拉杆相对于法兰倾斜时可作相对滑动。作为本实施例的特点，垫片266、268邻接的两个滑动面呈球面形，其曲率中心位于法兰258、260以外，位于拉杆252、254的轴线上，或在这些轴线的延长线上。而且，垫片266、268的球面曲率中心必须位于包含连接件228和中央管件226之间球窝节式接头238曲率中心X的连接件228径向平面内，必须指出，垫片266、268可用法兰258本体上的凹座和螺帽264的一个凸面来代替。

图9和图9a的设计优点是：可使法兰258、260以相当于垫片266、268曲率半径R的距离靠近中央管件226，并使拉杆252、254缩短2R。否则可增大两球窝节式接头238、240的曲率半径，从而增大其曲率中心X和Y之间的距离。

图5至图8表示在上连接件和下连接件之间对各种相对动作的补偿是通过将中央管件的轴线通过两球窝节式接头的曲率中心X和Y来取得的。采用图10至图17的实施例可促使中央管件226取得理想的位置，从而避免各种不规则的动作和球窝节式接头区多余的摩擦。

图10和图11为中央管件326的侧视图，中央管件326的两端均装有绕球窝节式接头338、340（图上未示出）设置的伸缩件344、346。

框架352可以为矩形，最好为环形，绕中央管件326设置，通过两个径向对置的轴销354和356与中央管件326作活动连接，轴销354、356可装在环352的通孔内和中央管件326的壳体中。因此环352可相对于两个轴销354、356的共同轴线O转动，反之亦然。环352还在相对于轴销354、356偏转90°的部位具有径向对置的两个与拉杆358、360连接的接头。这些接头简单地由两对焊接在环352外面上的叉形件362、364和固定在拉杆358、360上的圆截面横轴销366、368嵌装在叉形件362、364的圆形凹口内。因此，横轴销366、368的轴线成为环352和拉杆358、360之间的相对转动的轴线。这两轴线平行于上述轴销354、356的转动轴线O。

此外，拉杆358或360的上端和下端相应地与上连接件

328和下连接件330作活动连接。这种接头为一简单的活动关节370，活动关节370具有一轴372穿过连接件的双凸耳和拉杆358、360端部的孔。拉杆358、360端的通孔为椭圆形孔，并最好具有圆弧形支承面，以便拉杆358、360在图11的平面内转动。

活动关节370还可采用万向接头一类更为完善的接头，用于图9所示设置情况。

因此，拉杆358、360在连接件328、330间保持一不变的预定距离，而借助于环352使中央管件326在连接件328和330之间呈浮动状态。

图12至图17表示在连接件328和330间各种可能的相对移动和转动，以及对这些动作借助于中央管件326的相应位置进行补偿的情况。

图12至图14所示连接件328和360之间的相对移动和转动，仅使拉杆358和360与连接件之间活动关节372区域的接头受有应力，而环352区域的各接头并不受有应力，因为如图12和13所示环352相对于拉杆和中央管件326保持图10所示径向平衡的状态。

相反，如图15至图17所示相对于图12至图14平面的横向变形，使环352区域的各接头受有应力。特别是如图16和17所示，由于环352绕轴O相对于中央管件326的转动，并由于在环352与拉杆358、360之间的相互转动，在该平面内的偏移，在拉杆358、360和环352之间引起了平行的变形。

Claims (7)

1、一种高炉的热风供送装置，该装置由几个具有外壳和耐火内衬的单独部件构成，该装置至少具有一个中央管件(126)，此管件的一端通过第一球窝节式接头(138)和第一伸缩件(144)与固定在高炉环形热风围管(122)上的第一连接件(128)连接，其另一端通过第二球窝节式接头(140)和第二伸缩件(146)与第二连接件(130)连接，第二连接件(130)与弯管(132)和直吹管(134)连接，直吹管(134)通过第三球窝节式接头(142)与炉壁(124)作活动连接；该装置至少还具有一对拉杆(152、154)，用以使第一连接件(128)与第二连接件(130)作活动连接；在该装置中，第一个球窝节式接头(138)的朝向应使其曲率中心(X)位于第一连接件(128)内部的轴线上，该装置的特征是：第二球窝节式接头(140)与第一球窝节式接头(138)的朝向相反，其曲率中心(Y)位于第二连接件(130)的轴线上，在第二连接件(130)的内部或弯管(132)的内部。

2、按照权利要求1所述装置，其特征是：拉杆（152、154）用接头与两个连接件（128、130）连接，接头的中心相应地位于连接件（128、130）上包含第一和第二球窝节式接头（138、140）曲率中心（X）和（Y）的两个径向平面内。

3、按照权利要求1所述装置，其特征是：拉杆（252、254）端部用一对垫片（266、268）与第一或第二连接件（228、230）的法兰（258、260）连接，这对垫片具有两个邻接的球形滑动面，其曲率中心位于拉杆（252、254）端部以外，在连接件（228、230）上包含第一或第二球窝节式接头（238、240）曲率中心（X、Y）的径向平面内。

4、按照权利要求1至3任一项所述装置，其特征是：中央管件（326）通过其导向和支撑机构与拉杆（358、350）连接。

5、按照权利要求4所述装置，其特征是：导向和支撑机构具有一绕中央管件设置的框架（352），在两个对置的基本点上与中央管件（326）作活动连接，并在另外两个对置的基本点上与两个拉杆（358、360）作活动连接。

6、按照权利要求5所述装置，其特征是：框架（352）是环形的。

7、按照权利要求5所述装置，其特征是：框架（352）四个基本点处的接头可绕三个相互平行的轴线转动，这些轴线垂直于包含两拉杆纵轴线的平面。

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