CN102080930B - 一种螺旋轴及转底炉用卸料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋轴及转底炉用卸料装置；其中，所述螺旋轴包括一进水端轴、一出水端轴、一外轴和一内轴；外轴、内轴、进水端轴和出水端轴均为管状结构，进水端轴和出水端轴的管径小于内轴，内轴的管径小于外轴；内轴在外轴管内分别于进水端轴和出水端轴的端部外壁相连接，进水端轴位于外轴管内的部分设有第一组通孔，出水端轴位于外轴管内的部分设有第二组通孔，外轴管内与内轴、进水端轴和出水端轴的管壁形成的第三空腔通过第一组通孔和第二组通孔分别与进水端轴内部的第一空腔和出水端轴管内的第二空腔相连通。利用本发明螺旋轴内部的特有结构能够有效降低机械设备尤其是转底炉用卸料装置的工作温度，进而大大提高其耐久度，从而延长其使用寿命。

Description

一种螺旋轴及转底炉用卸料装置

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种螺旋轴以及用于直接还原工艺的转底炉的卸料装置。

背景技术

众所周知，在机械设备制造和使用的过程中，机械设备的耐久性是普遍存在的问题，并且其对于生产过程中的生产效率起着至关重要的作用；而这其中，影响所述机械设备耐久性的因素多种多样，最为主要的因素就是机械设备的工作温度，尤其是在高温环境中进行作业的机械设备，由于其周围的高温环境会导致其耐久性大大降低。

例如，在钢铁冶金领域，用于直接还原工艺的转底炉主要通过将由还原材料和铁氧化物构成的原料进行还原来制造还原铁，并且由于此种工艺的特殊要求，使得所述转底炉长期在高温环境下进行作业；其中，在所述转底炉中设有用于将转底炉炉底的还原铁排放出所述转底炉的螺旋卸料装置，而该螺旋卸料装置的耐久性对于提高转底炉生产还原铁的生产率起着至关重要的作用；但是，由于所述转底炉常年在高温环境下进行作业，因而该转底炉上所设置的螺旋卸料装置的耐久性会大大降低，从而导致其使用寿命大大缩短，甚至无法运行。

针对此，现有技术在设计和制造机械设备上的螺旋轴时，采用了各种方式和结构来对所述机械设备上的螺旋轴进行降温。但是，发明人在研究过程中发现，目前存在的各种方式和结构的热交换效率很低，因而对于螺旋结构的降温效果也非常有限，进而也就不能很好的提高其耐久性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种螺旋轴及转底炉用卸料装置，通过其内部的特有结构能够有效降低机械设备尤其是转底炉用卸料装置的工作温度，进而大大提高其耐久度，从而延长其使用寿命。

为解决上述问题，本发明实施例提供如下技术方案：

一种螺旋轴，包括：一进水端轴、一出水端轴、一外轴和一配置在外轴内部的内轴；其中，

所述外轴、内轴、进水端轴和出水端轴均为管状结构，所述进水端轴和出水端轴的管径小于内轴，内轴的管径小于外轴；所述内轴在所述外轴管内分别与所述进水端轴和出水端轴的管外壁相连接；所述进水端轴位于所述外轴管内的部分设有第一组通孔，所述出水端轴位于所述外轴管内的部分设有第二组通孔，所述外轴管内与所述内轴、进水端轴和出水端轴的端部管壁形成的第三空腔通过所述第一组通孔和第二组通孔分别与所述进水端轴管内的第一空腔和所述出水端轴管内的第二空腔相连通，以使冷却剂可以依次流经第一空腔、第三空腔和第二空腔；

所述内轴的两端分别设有第三通孔和第四通孔，所述内轴内部的第四空腔通过所述第三通孔和第四通孔分别与所述进水端轴内部的第一空腔和所述出水端轴内部的第二空腔相连通，使得所述冷却剂通过所述第三通孔流入所述第四空腔内，并从所述第四通孔流出。

一种转底炉用卸料装置，包括上述任意一项所述的螺旋轴；其中，所述螺旋轴的外轴上还固定有螺旋刀片。优选的，所述螺旋刀片为实心结构。

由上述技术方案可知，采用本发明实施例提供的螺旋轴，利用其内部结构，尤其是其内部的多个空腔结合通孔结构，引导冷却剂的流向并控制冷却剂的流速，从而可以提高冷却剂流经所述螺旋轴内部空腔时进行的热交换效率，进而可以有效地降低螺旋轴的温度，提高其耐久性，延长其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的螺旋轴的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的螺旋轴的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的转底炉用卸料装置的部分结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的第一实施例提供一种螺旋轴，该螺旋轴100包括一进水端轴110、一出水端轴120、一外轴130和一配置在所述外轴130内部的内轴140；其中，

所述外轴130、内轴140、进水端轴110和出水端轴120均为管状结构，所述进水端轴110和出水端轴120的管径小于内轴140，所述内轴140的管径小于所述外轴130；所述内轴140在所述外轴130管内分别与所述进水端轴110和出水端轴120的管外壁相连；

所述进水端轴110位于所述外轴130管内的部分设有多个通孔111，所述出水端轴120位于所述外轴130管内的部分设有多个通孔121，所述外轴130管内与所述内轴140、进水端轴110和出水端轴120的端部管壁形成的空腔131通过所述通孔111和121分别与所述进水端轴110管内空腔112和所述出水端轴120的管内空腔122相连通；通常情况下，在具体实施时，所述进水端轴110、所述出水端轴120与所述内轴140同轴。

所述螺旋轴100进行冷却时，首先通过管道向所述进水端轴110管内喷入冷却剂，所述冷却剂首先流经所述进水端轴110的管内空腔112，再通过通孔111流入所述外轴130管内与所述内轴140、进水端轴110和出水端轴120的管壁形成的空腔131，由于所述螺旋轴100处于旋转状态，因而其内部空腔131内流经的冷却剂可以全方位的对该螺旋轴100进行冷却；所述冷却剂流经所述外轴130管内与内轴140、进水端轴110和出水端轴120的管壁形成的空腔131后，通过所述通孔121流入所述出水端轴120管内的空腔122，再通过管道流出所述螺旋轴100。

采用上述结构，在冷却过程中所述冷却剂在流经各空腔的同时与螺旋轴100进行热交换，通过该种热交换来降低所述螺旋轴100的工作温度，提高其工作时的强度和耐久性，进而提高其使用寿命；并且，由于所述冷却剂在流经所述外轴130管内与所述内轴140、进水端轴110和出水端轴120的管壁形成的空腔131时所述螺旋轴做旋转运动，因而使得所述冷却剂在流经所述空腔131时与螺旋轴100的外轴130内壁接触均匀，从而也进一步提高了热交换效率，进而提供其耐久性；

特别值得注意的是，由于上述实施例中螺旋轴100内存在的通孔结构，使得所述冷却剂在从所述进水端轴110管内的空腔112通过通孔111流入所述外轴130管内与内轴140、进水端轴110和出水端轴120的管壁形成的空腔131时，利用该通孔结构引导所述冷却剂的流向，且因所述冷却剂的通过面积由所述空腔112的横截面积变化为所述通孔111的面积，即所述冷却剂的通过面积骤然变小，从而导致所述冷却剂在通过所述通孔111后流经所述空腔131时的流速加快，进一步提高了所述冷却剂在流经所述空腔131时与所述螺旋轴100的外轴130之间的热交换效率，进而进一步降低了所述螺旋轴100的温度，从而大幅度的提高了其工作的耐久性，延长了其使用寿命；与前述类似，在所述冷却剂流经所述空腔131后，通过所述出水端轴120的通孔121流入其管内空腔122时的流速也加快，从而提高了热交换效率，进而进一步降低了所述螺旋轴100的温度，提高了其工作的耐久性，延长了其使用寿命。

同时，为了在螺旋轴100工作时防止其内部由于压力过大而产生爆炸或变形等问题，所述内轴140的两端分别设有通孔142和143，内轴140管内的空腔141通过所述通孔142和143分别与所述进水端轴110管内的空腔112和所述出水端轴120管内的空腔122相连通；从而使得所述冷却剂在从所述空腔112流入所述空腔131时，也会有部分冷却剂通过所述通孔142流入所述内轴140内部的空腔141内，并从所述通孔143流出所述空腔141；同时，基于上述冷却剂流经面积变小导致流速加快的原理，在所述冷却剂流经所述内轴140管内空腔141时，其流速也会加快，且由于所述内轴140的转动导致所述冷却剂与所述内轴140内壁的接触面积均匀，从而使得流经所述内轴140内空腔141的冷却剂可以更好的与所述内轴140进行热交换，从而有效地降低了所述螺旋轴的整体温度，进而提高其耐久性，延长其使用寿命。

在上述实施例的基础上，本发明的第二实施例也提供一种螺旋轴，如图2所示，该螺旋轴200的基本结构与上述实施例中的螺旋轴100的基本结构类似，不同之处在于所述螺旋轴200的所述外轴130管内与内轴140、进水端轴110和出水端轴120的端部管壁形成的空腔131内还设有至少两个挡环132，所述挡环132上设置有通孔133；其中，图2所示的螺旋轴200的结构中仅以两个挡环132为例进行说明，但本领域技术人员很容易了解，所述挡环132的数量可根据实际需求进行设置，本实施例不再赘述；

与上述冷却剂从所述进水端轴110的管内空腔112通过通孔111流入所述空腔131时的流速加快原理类似，由于本实施例二螺旋轴200内部的空腔131内也存在挡环132及其上设置的通孔133，从而使得所述冷却剂在通过所述通孔133流经所述空腔131内部时，其流速也会加快，进而使得所述螺旋轴200相对于单一的设置有通孔111和121的螺旋轴100的结构来说，进一步提高了所述冷却剂流经所述空腔131时的热交换效率，从而进一步的降低了所述螺旋轴的温度，提高了其耐久性。

在具体实施时，为了增强所述冷却剂在所述空腔131内的流动效果，所述两个挡环132上的通孔133在圆周方向上可以不对齐，即所述两个挡环132上的通孔133在外轴圆周方向存在一定角度，具体角度可根据实际情况设定，本文不再赘述。

特别需要注意的是，基于上述各实施例所述的螺旋轴，在具体实施时所述螺旋轴的内轴直径与进水端轴和出水端轴的轴径不同，但并不局限于此；当然，为了更好的进行热交换，提高热交换效率，通常将所述螺旋轴内部的内轴轴径设置为大于所述进水端轴和出水端轴的轴径，以使得所述冷却剂在流经所述空腔131和141时，能够以更快的流速流过，从而提高热交换效率，进而更好的降低所述螺旋轴的温度，提高其耐久性。

同时，为了增强所述冷却剂在所述空腔131内的流动效果，所述通孔111和通孔121在圆周方向并不局限为一一对应，也即在圆周方向上可以存在一定角度；并且，为了保证通过通孔111流经空腔131的冷却剂量大于通过通孔142流经空腔141的冷却剂量，在具体实施时，所述通孔142和143的尺寸可以分别小于所述通孔111和通孔121的尺寸。

除此之外，在具体实施时，流经所述螺旋轴的冷却剂通常采用冷却水，但本领域技术人员很容易了解其并不局限于此，本文不再赘述。

由上述公开的技术方案可知，利用本发明实施例提供的螺旋轴的内部结构，尤其是其内部的多个空腔结合通孔结构，从而可以提高冷却剂流经所述螺旋轴内部空腔时进行的热交换效率，进而可以有效地降低螺旋轴的温度，提高其耐久性，延长其使用寿命。

基于上述原理，本发明实施例三还提出了一种转底炉用卸料装置，如图3所示，该转底炉用卸料装置500包括一进水端轴110、一出水端轴120、一外轴130、一配置在所述外轴130内部的内轴140和固定在所述外轴130上的螺旋刀片150；其中，所述螺旋刀片150为实心结构，本实施例并不做具体限定；而所述进水端轴110、出水端轴120、外轴130和内轴140的基本结构和位置关系与上述各实施例中的螺旋轴类似，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种螺旋轴，其特征在于，包括：一进水端轴、一出水端轴、一外轴和一内轴；其中，

所述外轴、内轴、进水端轴和出水端轴均为管状结构，所述进水端轴和出水端轴的管径小于内轴，内轴的管径小于外轴；所述内轴在所述外轴管内分别与所述进水端轴和出水端轴的管外壁相连接；

所述进水端轴位于所述外轴管内的部分设有第一组通孔，所述出水端轴位于所述外轴管内的部分设有第二组通孔，所述外轴管内与所述内轴、进水端轴和出水端轴的端部管壁形成的第三空腔通过所述第一组通孔和第二组通孔分别与进水端轴管内的第一空腔和出水端轴管内的第二空腔相连通，以使冷却剂可以依次流经第一空腔、第三空腔和第二空腔；

所述内轴的两端分别设有第三通孔和第四通孔，内轴内部的第四空腔通过所述第三通孔和第四通孔分别与所述进水端轴内部的第一空腔和所述出水端轴内部的第二空腔相连通，使得所述冷却剂通过所述第三通孔流入所述第四空腔内，并从所述第四通孔流出。

2.根据权利要求1所述的螺旋轴，其特征在于：

所述第三空腔内还设有两个挡环，所述挡环上设置有通孔。

3.根据权利要求2所述的螺旋轴，其特征在于：

所述两个挡环上的通孔在圆周方向存在角度。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的螺旋轴，其特征在于：

所述第一组通孔和第二组通孔在圆周方向存在角度。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的螺旋轴，其特征在于：

所述第三通孔和第四通孔的尺寸分别小于所述第一组通孔和第二组通孔。

6.一种转底炉用卸料装置，其特征在于，包括上述任意一项所述的螺旋轴；其中，所述螺旋轴的外轴上还固定有螺旋刀片。

7.根据权利要求6所述的转底炉用卸料装置，其特征在于：所述螺旋刀片为实心结构。

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