Загрузочное устройство шахтной печи

Цель изобретения - снижегше себестоимости изГОТОВЛСНИЯ И ПОВЬТШСНИС НЗДСЪКНОСГ И работы.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем вертикальную цилиндрическую камеру и размещенные в ней стационарный загрузочный канал, коаксиальную с каналом враЩЗЮЩУЪОСЯ ГИЛЬЗУ С КОЛЬЦСВЬТМ ДИСКОМ И ПОДВСШСННЪ 1 М на НСЙ ЛОТКОМ, МСХЗНИЗМ вращения ГИЛЬЗЬТ И МСХЗНИЗМ КЗЧСНИЯ лотка С ПОДВИЯСНОЙ ПО вертикали ШТЗНГОЙ, ПОСЛСДНЯЯ ВЬТПОЛНСНЗ ИЗ ДВУХ ТСЛССКОПИЧССКИХ ЗЛСМСНТОВ, ВСрХНИЙ ИЗ КОТОрЬТХ В ВИДС ХОДОВОГО винта шарнирно подвешен на гильзе, а нижний в виде гильзы, шарнирно связан с лотком. Механизмы вращения И качения ВЫПОЛНСНЪТ В ВИДС ШССГСрСН,ПОДВСШСННЪ 1 Х на КОЗКСИЗЛЬНЫХ ПрИВОДНЬТХ ВСрТИкальных валах и взаимодействующих с двумя зубчаТЫМИ ВСНЦЗМИ, ОДИН ИЗ КОТОРЫХ СВЯЗЗН С ПрИВОДНОЙ гильзой, а другой - с ходовым винтом штанги. Устройство снабжено опорой, на которой подвешены зубчатые ВСНЦЫ, ВЬТПОЛНСННОЙ В ВИДС ПОВОрОТНОГО Кольца опертого на внутренний подшипник, закрепленньцй на стенке цилиндрической камеры и внешний подшипник, опертый на приводную гильзу. Нижний телескопический элемент соединен в верхней части с бронзовой гайкой, внутрешшя резьба которой соответствует внешней резьбе ходового ВИНТЗ.Шарнирная подвеска вертикальной штанги вь 1 полнена в виде универсального. карданного шарнира и закреплена на шестерке, подвешенной на вертикальном валу, ЗЗКрСПЛСТ-ШОМ В ПОДШИГШИКС, ЖССГко связанном с гильзой.Стационарный загрузочньцй канал и кольцевой ДИСК ВЫПОЛНСНЪ 1 С ПОЛОСТЯМИ, СОСДИНСННЫМИ С СИСтемами подвода и отвода хладагента. Внутрешшя стенка цилиндрической камеры на уровне кольцевого диска снабжена полым кольцом соединенным с системой подвода и отвода хладагента. Приводной узел размещен вне цилиндрической камеры, причем вал шестерни, соединенной с гильзой, связан с горизонтально размещенным двигателем привода червячной передачи, а вал шестерни привода ходового ВИНТЗ штанги СВЯЗЗН С вертикально рЗЗМСЩСННЬТМ двигателем через редуктор.На фиг. 1 схематично показана верхняя часть доменной печи с предлагаемым засыпным устройством на фиг. 2 -установка с одним загрузочным бункером, вид сверху на фиг. 3 - установка с двумя загрузочными бункерами, вид сверху на фиг. 4 схематический пример выполнения приводного механизма загрузочного желоба на фиг. 5 -подвеска управляющего стержня по первому примеру вЬ 1 полнения, частичный вид в разрезе на фиг. 6 - подвеска управляющего стержня на фиг. 7 - сечение подвески управляющего стержня по второму примеру вЬ 1 полнения на фиг. 8 - устройство с возможностью охлаждения различных частей охлаждающей канализацией, вид в разрезе на фиг. 9 - вид узла приводного двигателя вне кольцевой камеры.Загрузка печи происходит через засыгшое устройство 1 с вертикальным загрузочным каналом 2, к которому примыкает загрузочный желоб 3. Этот ЖСЛОб МОЖСТ ВЫПОЛНЯТЬ вращательное ДВИЖСНИС вокруг вертикальной оси печи, а также поворотное ДВИЖСНИС МСЖДУ представленными НСПрСрЬТВНЬТМИ ЛИНИЯМИ И штрихами ПОЛОЖСНИЯМИ С ПОМОЩЬЮ СОответствующего механизма, который размещен в кольцевой камере 4 и приводится в действие предусмотренным узлом 5 приводного двигателя. Загружаемый материал забирается из одного или нескольких загрузочных бункеров и течег в зависимости от положения дозировочной заслонки 6 на выходе этих загрузочных бункеров 7 через соединительную трубу заслонки 6 и загрузочный канал 2 к загрузочному желобу 3.Если предусмотрены два загрузочных бункера(фиг. 3), то их соответствующие промежуточные трубы 8 расположены относительно друг друга Побразно.Устройство с двумя загрузочными бункерами особенно пригодно для доменных печей большой мощности. У этого устройства загрузочные бункеры работают попеременно, причем в то время как один из них наполняется, другой опорожняется.Как в устройстве согласно фиг. 2, так и в устройстве согласно фиг. 3, существует возможность доступа к приводному механизму загрузочного желоба 3, в частности в отношении демонтажа желоба. С помощью соответствующего, находящегося над печью подъемного механизма, можно удалить все засыпное устройство посредством того, что оно просто, поднимается со своей посадки, причем загрузочные бункеры не мешают этой операции. Загрузочный желоб также можно демонтировать обычным путем через отверстие в верхней конической части доменной печи (на черт. не показан).Монтаж обоих загрузочных бункеров 7 непосредственно друг возле друга, кроме хорошего доступа к засыпному устройству 10, также обеспечивает хороший доступ к самим загрузочным бункерам в отНОШСНРШ ИХ ЗЗСЫПКИ С ПОМОЩЬЮ ЛСНТОЧНОГО транспортера или скипов. Загрузочный желоб 3 (фиг. 4-7) подвешен с помощью двух шарниров 9 на двух консолях 10, которые расположены симметрично относительно друг друга на установленной вокруг вертикального загрузочного канала 2 цилиндрической поворотной гильзы 11. При повороте гильзы 11 поворачивается также загрузочный желоб 3 вокруг продольной оси О печи. Чтобы иметь возможность вращения вокруг загрузочного канала 2, поворотная гильза 11 своей верхней частью (фиг. 7) закреплена на кольцеобразном поворотном узле 6, который в свою очередь с помощью подшипников 12 качения установлен на образованном стенкой 13 засыпного устройства неподвижном шасси. Поворотный узел 14, а вместе с ним поворотная гильза 11 могут вследствие этого свободно поворачиваться вокруг загрузочного канала 2, который закреплен на шасси 13. Для производства вращательного движения по 1884воротного блока 14 предусмотрен зубчатый венец 15, который вместе с первой ведущей шестерней 16 образует зубчатую передачу. Ведущая шестерня 16 расположена на валу 17, который установлен в опоре 18 стенки 13 засыпного устройства 1.Второе движение загрузочного желоба 3, а именно движение поворота вокруг шарнира 9 между вертикальным положением (на фиг. 4 обозначено непрерывными линиями) и расположенным под углом положением засыпки (на фиг. 4 обозначено пунктирной линией) производится с помощью управляющего стержня 18, который шарнирно соединен с ушком 19 на задней части желоба 3. Управляющий стержень 18 поворачивается вместе с поворотной гильзой вокруг загрузочного канала. Для этой цели он входит в кольцеобразную приводную камеру 4, а именно через отверстие 20 в кольцеобразном диске 21, который вместе с поворотной гильзой 11 образует механический узел и служит в качестве теплового экрана, чтобы экранировать внутреннее пространство кольцевой камеры 4 от высокой, преобладающей в верхней части доменной печи температуры. Чтобы сделать эту тепловую защиту максимально эффективной, зазор между поворотным диском 17 и неподвижными частями, в частности стенкой 13 засыпного устройства, поддерживается малым без помех для вращательного движения диска 21.Управляющий стержень 18 состоит из двух телескопических элементов, а именно из элемента 22 в виде ходового винта, который заходит в нижний элемент 23 в виде гильзы. Эта гильза шиеет бронзовую гайку 24, внутренняя резьба которой соответствует резьбе ходового винта 22, поэтому вращение последнего в зависимости от направления вращения ВЫЗЫВЗСТ ДВИЖСНИС ВВСрХ ИЛИ ВНИЗ ГИЛЬЗЫ 23, а ТСМ самым соответствующий поворот загрузочного желоба 13. Бронзовая гайка 24 с помощью кольцевого фланца 25 (фиг. 5 и 7), который навштчен на верхнюю крайнюю часть гильзы 23, соединена с этой гильзой 23 из жаропрочной стали. Эта составная структура управляющего стержня 18 имеет больше преимуществ, чем простая конструкция с внутренней резьбой на гильзе 23, так как необходимость вЬ 1 полнять эту гильзу из жаропрочной стали исключает положительные свойства, имеющиеся у бронзовой гайки 26.Этим также облегчается демонтаж управляющего стержня 18, в частности отделение ходового винта 22 от гильзы 23, так как для отделения этих элементов достаточно отвинтить кольцевой фланец 25 от гильзы 23.Для производства вращательного движения ходового винта 22 вокруг его оси он жестко соединен с шестерней 27, которая образует зубчатую передачу с одним рядом 26 зубьев зубчатого венца 28 с двойным рядом зубьев, другой ряд 29 зубьев которого образует зубчатую передачу со второй шестерней 30 непосредственно рядом с шестерней 16. Зубчатый венец 28 установлен с помощью подшипников 31 качения в поворотном узле 14, который совместно собеими опорами 12 и 31 образует похожую на дифференциальную опору 32.Эта опора 32, которая является очень компактной и оказывает дифференциальное воздействие, является одной из особенностей предлагаемого устройства. В известных устройствах всегда использовались две расположенные рядом и раздельные опоры, чтобы ПСрСНОСИТЬ НСЗЗВИСИМЫС И НЗЛОЖСННЫС ДВИЖСНИЯ. В отличие от этого, предлагаемая двойная опора 32 ПОЗВОЛЯСТ ЗЗМСТНО УМСНЬШИТЬ не ТОЛЬКО МССТНЫЙ вид, но и себестоимость и занимаемое место, в частности по высоте.Шестерня 30, как и шестерня 16, жестко соединена с ведущим валом 33, который установлен соосно внутри полого вала 17. Независимость движений между валами 17 и 33 достигается опорой 34 между ведущими валами 17 и 33. Эти оба вала 17 и 33 приводятся в движение независимо друг от друга, а именно с помощью узла 5 приводного двигателяЧтобы дать возможность одновременно с подвеской управляющего стержня 18 и его вращательным движением с поворотной гильзой 11 вокруг оси О печи выполнять независимое вращательное движение ходового винта 22 вокруг своей продольной оси,последний с помощью опоры 35 подвешен на поворотной гильзе 11 или на поворотном узле 14, который образует вместе с поворотной гильзой механический узел. Опора 35 включает в себя образующий подвеску и поэтому неподвижный относительно своей собственной оси, корпус 36 подшипника, образующую вместе с ходовым врштом 22 и шестерней 27 механический узел и цапфу 36 вала, которая может вращаться в корпусе 37 подшипника, а также комбинацию 38 подшипников качения, которая соСТОИТ ИЗ КОМбРП-ЗЦИИ ДВУХ КОНИЧССКИХ рОЛИКОВЫХ ПОДШИГШИКОВ, КОТОРЗЯ МОЖСТ воспринимать как радиальные, так и осевые усилия (фиг. 5 или 7).Точка сочленения между управляющим стержнем 18 и загрузочным и распределительным желобом 3 описывает дугу вокруг оси поворота желоба,когда последний возвратно поступательно отклоняСТСЯ МСЖДУ СВОИМИ ОбОИМИ крайними ПОЛОЖСНИЯМИ(фиг. 4 и 5). Соответствующий этой дуге центральНЫЙ УГОЛ ЯВЛЯСТСЯ максимальным УГЛОМ поворота распределительного желоба 3. Чтобы сделать возМОЖНЫМ ЭТО ДВИЖСНИС ТОЧКИ СОЧЛСНСНИЯ, управляющий стержень 18 поворачивается на соответствующий угол в образованной стержнем и осью 0 печи плоскости. Величина этого угла поворота управляющего стержня 18 является функцией угла поворота желоба и длины стержня. На фиг. 5 углы поворота желоба 3 и стержня 18 обозначены а или у. На фиг. 5 и 6 показан первый пример выполнения подвески, которая допускает это движение поворота управляющего стержня 18.Корпус 37 опоры смонтирован в скобе 39, свободные концы которой с помощью шарниров 40 и 41 подвешены на поворотном узле 14. Посредством этой подвески дается возможность поворотногодвижения управляющего стержня 18 вокруг определяемой шарнирами 40 и 41 оси, которая проходит параллельно оси поворота распределительного желоба 3.Так как шестерня 27 образует с ходовым винтом 22 механический узел, эта шестерня также выполняет движение поворота и поэтому, чтобы зацепление с зубьями 26 во время поворота оставалось правильНЪ 1 М, она должна бЫТЬ ВЫПУКЛОЙ В ПЛОСКОСТИ ПОВОрота, т.е. в образованной осью шестерни 27 и осью 0 печи плоскости. Радиус кривизны этих зубьев является функцией величины угла а И является условием того, что определяющий эту кривизну угол раствора,который на фиг. 5 обозначен Л, должен быть большим, чем угол Ц, или одинаковым с ним.Предусмотренное в диске 21 проходное отверстие 20 допускает движение поворота управляющего стержня 18, поэтому его форма не круглая, а имеет в радиальном направлении относительно оси печи удлинение.На фиг. 7 показан второй вариант выполнения подвески с возможностью поворотных движений управляющего стержня 18. При этом корпус 37 опоры 35 жестко соединен, например, с помощью резьбового соедтшешш с поворотной гильзой, в то время как шестерня 27, которая образует с цапфой 36 вала опоры механический узел, несет ходовой винт 22 с помощью карданного шарнира 42. На основании расположения этого шарнира 42 (фиг. 5 и 6) движение поворота управляющего стержня 18 не меняет наклона шестерни 27, поэтому ее зубья могут быть прямыми.Способ осуществляется следующим образом.Если обе шестерни 16 и 30 приводятся в движение синхронно, то зубчатые венцы 15 и 29 также вращаются с одинаковой скоростью, поэтому опора 31 на является оперативной, в то время как поворотный узел 14 с обоими зубчатыми венцами 15 и 29 благодаря опоре 12 вращается. При такой фазе движения поворотная гильза 11, распределительный желоб 3, управляющий стержень 18, поворотный узел 14, зубчатые венцы 15 и 29 и подвеска управляющего стержня, а также ее шестерня 27 вращаются как целое вокруг загрузочного канала, при этом зубья шестерни 27 и зубчатого венца 26 не вЬ 1 полняют противодвижений зацепления. Вследствие этого распределительный желоб 3 вращается с постоянным. углом наклона вокруг продольной оси О печи,поэтому при таком процессе движения загружаемый материал располагается на плавильном ложе кругообразно.Если обе шестерни 16 и 30 вращаются с различной скоростью, то эта разница в скорости сообщается зубчатым венцом 15 и 28, поэтому опора 31 становится теперь оперативной. Противодвижение между зубчатым венцом 28 и поворотным узлом 14 производит теперь противодвижения зацепления между шестерней 27 и зубцами 26, поэтому ходовой винт 22 приводится во вращение вокруг собственной ОСИ В ОДНОМ ИЛИ ДРУГОМ направлении В ЗЗВИСИМОСТИот того, опережает зубчатый венец 28 зубчатый венец 15 или отстает от него. При таком протекании движения вызывается угловое перемещение распределительного желоба 3. Поэтому при помощи правильного выбора скорости вращения обеих шестерен 16 и 30 на вращательное движение распределительного желоба 3 накладывается поворотное движение,так, чтобы загружаемый материал укладывался на плавильном ложе в виде спирали.Также можно временно останавливать шестерню 16 при сохранении вращения шестерни 30, вследствие этого осуществляется угловое перемещение распределительного желоба при остановленном вращении вокруг оси 0 доменной печи.Как видно, радиальное протяжение кольцевой камеры 4 определяется габаритами поворотного узла 14 и зубчатых венцов 15 и 28. Если габариты этих элементов в некоторой степени являются функцией габаритов и мощности доменной печи, то все-таки они, рассматриваемые в совокупности, относительно малы, вследствие этого образуется кольцевая камера С ДОВОЛЬНО ограниченным радиальным ПрОТЯЖСНИем. В свою очередь возникает только незначительная ширина кольцевого диска 21, т.е. поверхности,которая непосредственно подвержена жару печи. Кроме того, влияние теплового излучения через загрузочный канал 2 может быть уменьшено до минимума, так как существует возможность охлаждать стенку этого загрузочного канала 2. Чтобы производить такое охлаждение, достаточно (фиг. 8) предусмотреть двойную стенку 43, 44 вследствие этого создается полость 45 для циркуляции охлаждающей жидкости, например воды. Осуществление этого ОХЛБКДСНИЯ не ВЫЗЫВЗСТ НИКЗКИХ ТСХНИЧССКИХ Трудностей, так как загрузочный канал 2 является стационарным.На фиг. 8 представлена внутренняя облицовка 46 загрузочного канала. Эта облицовка 46 состоит из материала с хорошими свойствами стойкости к возникающим при падении загружаемого материала толчкам, чтобы защищать боковую стенку загрузочного канала 2 и предотвращать преждевременный износ.Если рабочий режим печи рассчитан так, что уменьшенной поверхности диска 21 в соединении с охлаждением стенки загрузочного канала 2 все-таки будет недостаточно, чтобы поддерживать в кольцевой камере 4 достаточно низкую температуру, то предлагаемое засыпное устройство дает возможность дополнительного охлаждения наиболее подверженных жару поверхностей, как диска 21 и части поворотной гильзы 11.Из фиг. 8 следует возможное выполнение такого дополнительного охлаждения. В этом примере выполнения загрузочный канал 2 с промежуточным включением кольца 47, которое снабжено нескольКИМИ ВПУСКНЫМИ И ВЫПУСКНЫМИ ОТВСрСТИЯМИ ДЛЯ охлаждающей жидкости, соединен со стенкой 13. Эти впускные и выпускные отверстия распределены по периметру кольца 47 в различном количестве взависимости от объема и необходимости расхода охлаждающей ясидкости. Это кольцо 47 имеет внутреннее отверстие, в котором вращается продолжение 48 поворотной гильзы 11. Впускные и выпускные каналы 49 заканчиваются в кольцевых канавках 50 и 51 в отверстии узла 47, где эти кольцевые канавки снабжены с обеих сторон уплотнениями 52 для обеспечения герметичности при работе установки. Диск 21 выполнен двухстенным 53, 54, вследствие этого образуется промежуточное пространство 55 для циркуляции охлаждающей ясидкости. Охлаждающая жидкость подается к промежуточному пространству 55 с помощью трубопровода 56, который частично пересекает продолжение 48 поворотной гильзы и заканчивается на уровне кольцевых канавок 50. Подобный трубопровод, который представлен только частично и обозначен цифрой 57, дает возможность вывода охлаждающей жидкости через кольцевую канавку 51. Конечно, можно разделить полость 55 в диске 21 с помощью перегородок на отсеки соответствующей формы, например в виде спирали, чтобы таким образом добиться прштудительного прохождения охлаждающей жидкости через всю полость 55.Скорость потока охлаждающей жидкости в системе охлаждения диска 21 и температуру этой ясидкости регулируют в зависимости от потребностей в охлаждении. Наиболее простой метод заключается в том, чтобы управлять рабочим процессом этой системы охлаждения способом с помощью термостатов И ТСрМОЗЛСМСНТОВ И ТСМ самым автоматизировать систему охлаждения с целью поддержания более или менее постоянной температуры в камере 4. Эта система охлаждения позволяет в соединении с относительной малой поверхностью диска 21 и благодаря особому устройству приводного механизма распределительного желоба отказаться от охлаждения внутреннего пространства камеры 4 с помощью инертного газа.Охлаждение диска 21 является чрезвычайной мерой и выполнение по фиг. 8 представлено только для того, чтобы проиллюстрировать возможность охлаждения диска 21, если такое охлаждение станет необходимым в исключительном случае. В этой связи можно указать на благоприятное воздействие охлаждающего кольца 57, которое закреплено на вЬ 1 соте диска 21 на стенке кольцевой камеры 4. Это кольцо 57 сокращает до минимума радиальное протяжение подвижных частей, в частности диска 21, а именно за счет стационарных частей, в частности кольца 57, охлаждение которого не представляет никакой технической проблемы, так как в полом внутреннем пространстве кольца можно простым способом заставить циркулировать охлаждающую ясидкость. Поперечное сечение этого охлаждающего кольца 57 предпочтительно шиеет треугольную форму, что способствует проскальзыванию отложенной пыли относительно внутреннего пространства печи. Кроме того, можно предусмотреть крепление с изменяемой высотой кольца 57, вследствие этого ши рина зазора между диском 21 и этим кольцом 57 устанавливается по желанию.Смазка различных находящихся во внутреннем пространстве кольцевой камеры 4 частей происхоДИТ ЗВТОМЗТИЧССКИ, ПСрИОДИЧССКИ ИЛИ НСПрСрЫВНО. В частности, можно предусмотреть на поворотной гильзе 11 бак для консистентной смазки с механичеСКИМ ПОрШНСВЫМ НЗСОСОМ, КОТОрЫЙ ЗВТОМЗТИЧССКИ приводится в действие зубчатым венцом. Можно предусмотреть запас консистентной смазки в нижней части 20 гильзы 23 и выполнить нижнюю крайнюю часть ходового винта 22 в виде поршня, вследствие этого каждый раз определенное количество консистентной смазки выдавливается через предусмотренный для этого во внутреннем пространстве этого ходового винта 22 канал, когда ходовой винт вводится до дна гильзы 23.Фиг. 9 схематично показывает вьшолнение приводного узла 5 для автоматического привода обеих шестерен 16 и 20. Первая приводная система, в основном состоящая из (непоказанного) двигателя и червячной передачи 58, обеспечивает прямой привод вала 17 с шестерней 16 для производства вращательного движения поворотной гильзы 11 и распределительного желоба 3 вокруг вертикальной оси О. Вторая приводная система, состоящая из второго электродвигателя 59, который вместе с корпусом 60 передачи образует механический узел и смонтирован над приводной системой 58, соединена через сальник приводимым в движение червячной передачей валом 17. Подача тока к вращающемуся корпусу двигателя 59 происходит через скользящие контакты 62. Выходной вал 63 двигателя 59 через сальник 64 заходит во внутреннее пространство корпуса 60 передачи И ТСМ самым ПрИВОДИГ В ДВИЭКСНИС СДВОСНную замедленную зубчатую передачу, вследствие этого достигается желаемая скорость вращения. Последняя шестерня сдвоенной зубчатой передачи находится на валу 33 и соответственно непосредственно приводит в движение шестерню 30, которая производит движение поворота распределительного желоба 3. Следует заметить, что как корпус 60 передачи, так и корпус червячной передачи 58 имеют масляную баню для обеспечения хорошей смазки.Если в работе червячная передача 58 оперативна,а двигатель 59 не приводится в действие через контакты 62, то приводной узел 59, коробка 60 передач,а также оба вала 17 и 30 как целое вращаются вокруг вертикальной оси, вследствие этого обе шестерни 16 и 30 имеют одинаковую скорость вращения, а тем самым приводят в движение загрузочный желоб 3 при постоянном наклоне вокруг продольной оси 0 доменной печи. Однако на это вращение всего приводного блока накладывается управление для установки наклона загрузочного желоба посредством того, что приводится в действие двигатель 59 и через зубчатую передачу в корпусе 60 передачи вал 33 вращается в одном или другом направлении,вследствие этого нарушается синхронный ход шестерен 30 и 16.