CN101932732A - 布料设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于熔炉的布料设备，包括：布料槽；以及驱动机构(12)，具有用于转动布料槽的第一驱动轴(14)和用于改变布料槽的倾角的第二驱动轴(16)。第一和第二驱动轴(14、16)经由行星齿轮机构(20)连接至相应的第一和第二电动机(18、20)以驱动第一和第二驱动轴(14、16)。第一和第二驱动轴(14、16)均包括第一端(24、24′)和第二端(28、28′)，该第一端具有与行星齿轮机构(20)互相作用的第一小齿轮(26、26′)，该第二端具有与布料槽互相作用的第二小齿轮(30、30′)，旋转驱动轴(14、16)的第二端(28、28’)穿过炉壁(32)延伸到熔炉中，主密封部件(46、46′)设置在炉壁(32)与旋转驱动轴(14、16)之间。第一旋转驱动轴(14)具有第一转动轴线而第二旋转驱动轴(16)具有第二转动轴线，第二转动轴线被设置为与第一转动轴线平行且位于远离第一转动轴线的一定距离处。在炉壁(32)中设置有中空的管套以用于每个旋转驱动轴(14、16)，管套包括位于熔炉外且面对驱动机构(12)的第一端(36、36’)以及位于熔炉内且面对第二小齿轮(30、30’)的第二端(38、38’)，旋转驱动轴(14、16)穿过管套(34、34’)延伸，其中，管套(34、34’)的第二端(38、38’)包括第二端壁(42、42’)，主密封部件(46、46’)设置在管套(34、34’)与旋转驱动轴(14、16)之间以面对第二小齿轮(30、30’)，第二小齿轮(30、30’)可移除地连接至旋转驱动轴(14、16)。

Description

布料设备

技术领域

本发明涉及一种用于熔炉(furnace)的布料设备，尤其是用于竖炉的布料设备。

背景技术

用于熔炉(诸如竖炉)的布料设备通常包括布料槽，该布料槽被安装在熔炉内并被设置为用于对竖炉炉底上的原料布置进行控制。驱动机构被设置为用于转动布料槽以及用于改变布料槽的倾角。

例如在US 3,814,403中描述了这种驱动机构，其中，第一电动机经由齿轮机构连接至第一驱动轴以转动布料槽，而第二电动机经由齿轮机构连接至第二驱动轴以改变布料槽的倾角。第一驱动轴和第二驱动轴均包括第一端和第二端，该第一端具有与齿轮机构互相作用的小齿轮，该第二端具有与布料槽互相作用的小齿轮。电动机与驱动轴之间的齿轮机构为行星齿轮机构。在US 3,814,403的驱动机构中第一驱动轴和第二驱动轴具有共同的转动轴，即，这两个轴是共轴的。

为了避免气体从熔炉逸入到容纳有驱动机构的壳体(housing)中，在炉壁与驱动轴之间设置密封件。必须定时性地更换这种密封件。尤其由于驱动轴与炉壁之间的相对运动会使密封件磨损。更换密封件可能是十分耗时且危险的。

在具有两个共轴的驱动轴的系统中，主密封部件必须被设置在一个驱动轴与炉壁之间，而副密封部件必须被设置在这两个驱动轴之间。在这种设置中，接近密封件是尤其困难的。为了延长密封件的使用寿命，已引入条状密封件(strip seal)。这种条状密封件也被称为填料函(stuffing boxes)，其具有紧密缠绕在该驱动轴周围的密封材料长条。必须定时性地将这种条状密封件再次收紧。尽管这种条状密封件可延长密封件的使用寿命，但由于所需的紧密性，这些条状密封件很可能损坏驱动轴，因而需要更换某些位置处的驱动轴。

在具有两个共轴的驱动轴的系统中以及在具有两个平行的驱动轴的系统中，为了能够接近密封件，通常将容纳有行星齿轮机构的壳体升高。该操作迫使熔炉的停工时间延长，并且需要作出很大的努力来接近密封件。

实用新型内容

因此，本发明的目的在于，提供一种布料设备，其中，驱动轴与熔炉之间的密封件能够被容易且快速地维修和更换。这个目的通过如权利要求1中所要求保护的布料设备来实现。

为了实现该目的，本发明提出了一种用于熔炉的布料设备，该设备包括布料槽以及具有第一旋转驱动轴和第二旋转驱动轴的驱动机构，该第一旋转驱动轴用于转动布料槽，该第二旋转驱动轴用于改变布料槽的倾角。第一驱动轴和第二驱动轴分别经由用于驱动第一驱动轴和第二驱动轴的行星齿轮机构连接至第一电动机和第二电动机。第一旋转驱动轴和第二旋转驱动轴中的每个均具有第一端和第二端，该第一端具有与行星齿轮机构互相作用的第一小齿轮，该第二端具有与布料槽互相作用的第二小齿轮，旋转驱动轴的第二端穿过炉壁延伸到熔炉中，主密封部件被设置在炉壁与旋转驱动轴之间。第一旋转驱动轴具有第一转动轴而第二旋转驱动轴具有第二转动轴，该第二转动轴被设置为与该第一转动轴平行且位于远离该第一转动轴的某一距离处。在炉壁中设置中空的管套(socket)以用于每个旋转驱动轴，该管套包括第一端和第二端，该第一端位于熔炉外且面对驱动机构，该第二端位于熔炉内且面对第二小齿轮，旋转驱动轴延伸穿过该管套。管套的第二端包括第二端壁，其中，主密封部件被设置在管套与旋转驱动轴之间以面对第二小齿轮，该第二小齿轮可移除地连接至该旋转驱动轴。

每个旋转驱动轴的主密封部件被设置在炉壁的炉侧部上，并且可通过折卸相应驱动轴的第二小齿轮而从熔炉的内部分别地接近。例如，第二小齿轮可通过螺钉或螺栓可移除地连接至驱动轴。在熔炉的预定停工期间，可容易地检查主密封部件，且如果需要，可进行修补或更换。因此，将主密封部件的维护和更换大大地简化。主密封部件是易于接近的，从而无需升起整个行星齿轮机构以接近该主密封部件同时也无需拆除复杂的元件组，而这一切对于共轴的驱动轴的情况来说都是必须的。尽管可能要更频繁地更换主密封部件，但这由以下事实大大弥补，即，不必为更换密封件而进行不定期的停工。

优选通常为圆筒状的管套可被用于容纳所有轴承、密封部件和各种其它的元件。如果需要，可以接近管套以便对位于其中的元件进行维护和更换。优选地，这种管套刚性地连接至炉壁，该管套穿过炉壁以使炉壁与管套之间不可能存在泄漏。

通过将设置在第二端壁中的主密封部件设置在管套的第二端处，主密封部件被设置为尽可能地接近熔炉与管套内部之间的接合面。主密封部件防止任何炉内气体进入管套。由于易于接近主密封部件，因此可快速地更换主密封部件，从而将熔炉的停机时间保持在最小。

根据本发明的一个实施例，管套进一步包括与第二端壁相对的第一端壁以及设置在第一端壁中的副密封部件，该副密封部件被设置在管套与旋转驱动轴之间以面对第二小齿轮。在主密封部件与副密封部件之间的管套中形成腔室(chamber)。该腔室可填满滑润剂以利于驱动轴在管套中转动。副密封部件确保滑润剂保持在管套中，防止其朝向行星齿轮机构泄漏。此外，如果主密封部件失效，则副密封部件可作为防止炉内气体从熔炉中朝向行星齿轮机构逸出的第二道屏障。

例如，第一端壁可被设置在管套的第一端处或第二端壁与管套的第一端之间，该第一端壁位于管套的第一端与第二端之间的轴肩(shoulder)上。

有利地，管套包括位于主密封部件与副密封部件之间的轴承，以支撑并导向旋转驱动轴。

根据本发明的特定优选实施例，本设备进一步包括与主密封部件相关联的备用密封件(emergency sealing element)，该备用密封件被设置在管套与旋转驱动轴之间以面对第二小齿轮，主密封部件和备用密封件被设置在远离彼此的某一距离处。该备用密封件构成用于防止炉内气体从熔炉中逸出的另一道屏障。如果主密封部件失效，则气体可被备用密封件挡住。实际上，由于主密封部件经常暴露于炉内气体，故主密封部件是最可能失效的密封件。另一方面，备用密封件通常受到主密封部件保护而免于暴露于炉内气体。仅在主密封部件失效时，备用密封件才暴露于炉内气体。因此，备用密封件构成对于从熔炉中逸出的炉内气体的另一道屏障。由于具有备用密封件，因而在主密封部件失效时无需使熔炉停机。而是可以使熔炉继续工作直到预定的停止时间，备用密封件防止炉内气体进入管套。此后，可在该预定的停机期间更换主密封部件以及如果需要的话还有备用密封件。因此，缩短了熔炉的停机时间并提高了生产率。

有利地，在正常的工作状态下备用密封件处于静止位置(rest position)，并且其中，本设备进一步包括这样的装置，即，该装置在检测出主密封部件处具有泄漏时将备用密封件带入到工作位置中。在正常的工作状态下，即，当主密封部件有效密封熔炉与熔炉的外部之间的接合面时，无需备用密封件。为了防止备用密封件的不必要的磨损，将备用密封件保持在静止位置，例如，不与旋转驱动相接触的位置。例如可通过旁通阀(bypass valve)将备用密封件带入到其工作位置，即，当处于该工作位置中时备用密封件接触旋转驱动轴并且密封熔炉与熔炉外部之间的接合面。这种旁通阀被这样构造，即，一旦通过向备用密封件施加压差而在主密封部件处检测出泄漏时就将该备用密封件带入到其工作位置。

优选地，本设备进一步包括用于检测主密封部件处的泄漏的装置，诸如噪声发射检测器。通过使用这种装置来检测泄漏，旁通阀可被引导为将备用密封件放置到其工作位置。此外，用于检测泄漏的装置可用于向操作人员界面发送警报，指示操作人员主密封部件已失效。于是，基于该信息，操作人员准备在下一预定的停机期间对失效的主密封部件进行更换。

优选地，第二端壁可移除地连接至管套，并且当第二端壁被移除时，管套具有面向熔炉的孔，该孔具有的直径至少稍大于轴承的外径。这种结构使得能够从炉侧部移除该轴承。因此能够易于接近轴承以对其进行检查，且如果需要的话对其进行更换。此外，在移除轴承后，就能够接近副密封部件以对其进行检查和/或更换。

本设备可进一步包括邻近第二端壁围绕旋转驱动轴的套管(sleeve)，该套管在随旋转驱动轴一起转动的过程中是独立的并被设置在主密封部件与该旋转驱动轴之间。这种套管可由防止主密封部件过度磨损的材料制成，由此延长了主密封部件的使用寿命。该套管还可被设置为另外地接触备用密封件。

主密封部件和/或备用密封件和/或副密封部件每个均可包括密封环。然而，优选地，每个密封件均包括一对密封环。

附图说明

从以下参照附图对一些非限定性实施例的描述中，本发明将更显而易见。在这些附图中，其中，相同参考标号用来指出相同或相似的元件。

图1是根据本发明第一实施例的布料设备的驱动机构的示意性横截面图；

图2是根据本发明第二实施例的布料设备的管套的放大横截面图；

图3是根据一个实施例的图2中的管套的放大横截面图；

图4是根据本发明另一实施例的图2中的管套的放大横截面图。

具体实施方式

图1中示意性地示出了根据本发明第一实施例的布料设备。这种布料设备包括：布料槽(未示出)以及用于操纵该布料槽的驱动机构12。该驱动结构具有第一旋转驱动轴14和第二旋转驱动轴16，该第一旋转驱动轴用于转动布料槽，该第二旋转驱动轴用于改变布料槽的倾角。第一旋转驱动轴14经由行星齿轮机构20连接至第一电动机18，该行星齿轮结构也将第二旋转驱动轴16连接至第二电动机22。第一驱动轴14和第二驱动轴16被设置为彼此平行且位于远离彼此某一距离处。

第一旋转驱动轴14和第二旋转驱动轴16每个均具有第一端24、24′和第二端28、28′，该第一端具有与行星齿轮机构20相互作用的第一小齿轮26、26′，该第二端具有与布料槽相互作用的第二小齿轮30、30′。旋转驱动轴14、16通过中空的管套34、34′穿过炉壁32延伸到熔炉中，例如，如图1中所示，该管套通常可以是圆筒状。

中空的管套34、34′具有第一端36、36′和第二端38、38′，该第一端位于熔炉外且面对驱动机构12，该第二端位于熔炉内且面对第二小齿轮30、30′。中空的管套34、34′在第一端36、36′处由第一端壁40、40′封闭，而在第二端38、38′处由第二端壁42、42′封闭。中空的管套34、34′进一步设置有轴承44、44′，该轴承位于管套壁与旋转驱动轴14、16之间以导向和支撑旋转驱动轴。

为了防止炉内气体进入中空的管套34、34′，第二端壁42、42′设置有优选为密封环形式的主密封部件46、46′，该主密封部件46、46′位于中空的管套34、34′与相应的旋转驱动轴14、16之间的。这避免炉内气体从熔炉中逸出，尤其防止对中空的管套34、34′中的轴承44、44′以及对行星齿轮机构20造成损坏。

第二小齿轮30、30′可移除地连接至旋转驱动轴14、16，以便在第二小齿轮30、30′被移除时能够接近中空的管套34、34′的第二端壁42、42′。于是这使得能够从熔炉的内部接近主密封部件46、46′，即，在无需通过升起容纳有行星齿轮机构20的壳体48而拆卸该驱动机构的情况下接近该主密封部件。

优选地，将副密封部件50、50′与第一端壁40、40′联合以在中空的管套34、34′的第一端36、36′处密封该管套，因而防止注入到中空的管套34、34′中的润滑剂朝向行星齿轮机构20溢出。副密封部件50、50′也可作为当主密封部件46、46′失效时对于从熔炉朝向行星齿轮机构20逸出的炉内气体的另一障碍物。

从图2中可以看到根据本发明第二实施例的布料设备的管套的放大横截面图。该实施例的中空的管套34被示出为其第一端36朝向行星齿轮机构20开口，即，该管套在第一端36处没有设置第一端壁。而是，中空的管套34是阶梯状的并且被设置有轴肩52，端板(end plate)54位于该轴肩上。端板54朝向行星齿轮机构20地设置有副密封部件50、50′以密封中空的管套34、34′。旋转驱动轴14设置有径向突出件56，该径向突出件被设置为与端板54中的副密封部件50、50′接触。图2还示出了套管58，该套管被设置在第二端壁42附近的旋转驱动轴14周围。该套管58在随旋转驱动轴14一起转动的过程中是独立的(solitary)并且被设置为接触主密封部件46。该套管58可由防止主密封部件46过度磨损的材料制成，由此延长了主密封部件的使用寿命。

图3中示出了根据一个实施例的管套的更详细的视图。炉壁32包括管套34以使旋转驱动轴能够穿过炉壁32。在炉侧部上，旋转驱动轴14设置有第二小齿轮30以与布料槽相互作用。当将第二小齿轮30从旋转驱动轴14移除时，就能够接近第二端壁42，还可以通过拆去将第二端壁42连接至管套34的螺栓而移除该第二端壁。这使主密封部件46露出，该主密封部件优选地由一对密封环62构成，如图3中所示。于是，可容易地对主密封部件46进行检查和/或更换。在移除第二端壁42、主密封部件46和套管58后，就能够接近轴承44，于是可从熔炉内部对该轴承进行维修。

优选地，设置在管套34与旋转驱动轴14的径向突出件56之间的副密封部件50也由一对密封环62构成。

图4示出了类似于图3中的实施例的另一实施例，然而其中，主密封部件46由备用密封件64补充，优选地，该备用密封件也由一对密封环62构成。如从炉侧部所看到的，这种备用密封件64被设置在主密封部件46的下游。在运转时主密封部件46暴露于炉内气体，其中由主密封部件46来基本保护备用密封件64免于暴露于炉内气体。仅当主密封部件失效时，使得炉内气体能够到达备用密封件64。优选地，为了防止备用密封件64的不必要的磨损，备用密封件64在正常运行状态下不接触旋转驱动轴14或该旋转驱动轴的套管58。然而，当在主密封部件46处检测出泄漏时，备用密封件64被带入到其工作位置中，而分别接触旋转驱动轴14和套管58。于是备用密封件64有效防止炉内气体进一步进入管套34。因而可使熔炉继续运转直到下一预定的停机，于是在该下一预定的停机期间可对失效的主密封部件46进行更换。因而无需仅为了更换主密封部件46而使熔炉停止。

例如，可通过穿过打开的旁通阀而逸出的气体来检测主密封部件46的失效。此后关闭该旁通阀并将备用密封件64置于压力中。该压力将备用密封件64的内缘朝向旋转驱动轴14、16(或套管58)推动。只有在这个时候备用密封件64将变紧并磨损。在将备用密封件64置于压力下之前，该备用密封件的内缘事实上不接触旋转驱动轴14、16(或套管58)，且因此不会磨损。

参考标号

12    驱动机构                  40、40′第一端壁

14    第一旋转驱动轴            42、42′第二端壁

16    第二旋转驱动轴            44、44′轴承

18      第一电动机                46、46′  主密封部件

20      行星齿轮机构              48        壳体

22      第二电动机                50、50′  副密封部件

24、24′轴的第一端                52        轴肩

26、26′第一小齿轮                54        端板

28、28′轴的第二端                56        径向突出件

30、30′第二小齿轮                58        套管

32      炉壁                      60        螺栓

34、34′中空的管套                62        密封环

36、36′管套的第一端              64        备用密封件

38、38′管套的第二端。

Claims (14)

1.一种用于熔炉的布料设备，尤其是用于竖炉的布料设备，包括：

布料槽；以及

驱动机构，具有用于转动所述布料槽的第一旋转驱动轴以及用于改变所述布料槽的倾角的第二旋转驱动轴，所述第一旋转驱动轴和所述第二旋转驱动轴经由用于驱动所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的行星齿轮机构连接至相应的第一电动机和第二电动机，

所述第一旋转驱动轴和所述第二旋转驱动轴中的每个均具有第一端和第二端，所述第一端具有与所述行星齿轮机构互相作用的第一小齿轮，所述第二端具有与所述布料槽互相作用的第二小齿轮，所述旋转驱动轴的所述第二端穿过炉壁延伸到所述熔炉中，在所述炉壁与所述旋转驱动轴之间设置有主密封部件；其中，所述第一旋转驱动轴具有第一转动轴线而所述第二旋转驱动轴具有第二转动轴线，所述第二转动轴线被设置为与所述第一转动轴线平行且位于远离所述第一转动轴线的一定距离处；

在所述炉壁中设置有中空的管套以用于每个所述旋转驱动轴，所述管套包括位于所述熔炉外且面对所述驱动机构的第一端以及位于所述熔炉内且面对所述第二小齿轮的第二端，所述旋转驱动轴穿过所述管套延伸，其中，所述管套的所述第二端包括第二端壁，所述主密封部件设置在所述第二端壁中并处于所述管套与所述旋转驱动轴之间以面对所述第二小齿轮，所述第二小齿轮可移除地连接至所述旋转驱动轴。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述管套通常为圆筒状。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述管套进一步包括：

与所述第二端壁相对的第一端壁；以及

设置在所述第一端壁中的副密封部件，所述副密封部件设置在所述管套与所述旋转驱动轴之间以面对所述第二小齿轮。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一端壁被设置在所述管套的所述第一端处。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第一端壁被设置在所述第二端壁与所述管套的所述第一端之间，所述第一端壁置于所述管套的所述第一端与所述第二端之间的轴肩上。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其中，所述管套包括位于所述旋转驱动轴与所述管套之间的轴承，所述轴承设置在所述主密封部件与所述副密封部件之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，进一步包括与所述主密封部件联合的备用密封件，所述备用密封件设置在所述管套与所述旋转驱动轴之间以面对所述第二小齿轮，所述主密封部件和所述备用密封件设置在远离彼此的一定距离处。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述备用密封件在正常运转状态下处于静止位置，并且其中，所述设备进一步包括如果检测出在所述主密封部件处存在泄漏则将所述备用密封件带入到工作位置中的装置。

9.根据权利要求7或8所述的设备，进一步包括用于检测所述主密封部件处的泄漏的装置。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，用于检测泄漏的所述装置包括噪声发射检测器。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的设备，其中，所述第二端壁可移除地连接至所述管套，并且当所述第二端壁被移除时，所述管套具有面向所述熔炉的孔，所述孔具有的直径至少稍大于所述轴承的外径。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，进一步包括邻近所述第二端壁围绕所述旋转驱动轴的套管，所述套管在随所述旋转驱动轴一起转动的过程中是独立的并设置在所述主密封部件与所述旋转驱动轴之间。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中，所述主密封部件和/或所述备用密封件和/或所述副密封部件均包括密封环。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其中，所述主密封部件和/或所述备用密封件和/或所述副密封部件均包括一对密封环。

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