CN102112635B - 用于竖炉的加料装置及其下密封阀组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于竖炉(尤其是鼓风炉)的加料装置及其下密封阀组件。该装置包括用作待加入到炉内的炉料的中间存储器的至少两个料斗(22、24)。下密封阀包括布置在料斗下方的下密封阀罩(100)。下密封阀罩(100)具有分别与一个料斗连通的至少两个入口(104、106)以及使炉料进入到炉内的出口(107)。每个入口具有为料斗下游提供气密密封的相应阀座(112、114)。该下密封阀组件还包括用于密封入口且更具体地说用于以气密方式密封阀座的密封阀机构(140、146、150)。根据本发明，密封阀机构(140、146、150)包括具有与至少两个阀座(112、114)的两者均配合操作的单个密封面(142)的单面闸板(140)，该密封阀机构被构造成使单面闸板(140)的密封面(142)依次与至少两个阀座(112、114)中的每一个密封接触以密封关联的入口(104、106)。

Description

用于竖炉的加料装置及其下密封阀组件

技术领域

本发明大体上涉及一种用于竖炉的加料装置，尤其是一种用于鼓风炉的炉顶加料装置，更具体地涉及一种用于这类加料装置的下密封阀组件。

背景技术

已发现由PAUL WURTH研发出的无种炉顶(Bell Less Top^TM)型加料装置在全世界范围内广泛地应用于鼓风炉中。在这些装置中，用作待加入到加压炉内的炉料的中间存储器的一个或多个料斗充当闸门(sluice)或者闸室以避免炉压的损失。为此，第一阀(通常被称作上密封阀)与料斗的入口相联，而第二密封阀(通常被称作下密封阀)与料斗的出口相联。当处于气闸门或闸室中时交替地打开和关闭上阀和下阀，以避免气体通过料斗漏出。本发明涉及提供下密封阀功能，尤其是在上述类型的多料斗装置中，其中在一个料斗被填充的同时另一个料斗被排空。尽管特别适用于BLT^TM系统，但所提出的下密封阀组件也可用在类似的竞争者系统中。

图14示出了具有如国际专利申请WO2007/082630中所公开的两个闸斗仓的现有技术鼓风炉加料装置。该装置包括下密封阀罩1，该下密封阀罩具有与两个料斗22、24(仅示出了其最下面的部分)中的任一个相连通的两个上入口2、4。罩1被布置成使来自相应料斗22、24的通过入口2、4接收到的炉料偏斜到与炉轴5同轴的中心下出口7。下出口7通过中心进料斜槽与炉喉连通，以向布置在罩1下面的布料装置(未示出)供料。炉料通过材料闸式阀26、28定量供给，该材料闸式阀分别设置在料斗22、24的每个出口与下密封阀组件的每个入口2、4之间。

为了提供避免炉气压力损失所需的密封功能，下密封阀罩1的每个入口2、4均具有与专用的瓣型阀枢转机构(flap type valvepivoting mechanism)配合操作的关联阀座12、14。每个瓣型阀机构均包括密封阀瓣32、34形式的专用闸板(shutter)。每个密封阀瓣32、34还具有相应的瓣臂36、38，密封阀瓣安装在瓣臂上，以在其相关座12、14上的接合密封位置(参见图14中的座14上的阀瓣34)与打开位置之间移动，当处于打开位置时，密封阀瓣没有密封功能(参见图14中的阀瓣32和打开入口2)，从而允许将材料加入炉内。对于每个密封阀瓣32、34，单独的专用枢转致动器被支撑在罩1的任一侧上并且可操作地连接于相应的瓣臂36、38，以便将相应的密封阀瓣32、34移动成与关联阀座12、14密封接触或脱离密封接触。由于专用的致动器和分别可枢转的臂，每个密封阀瓣可以独立于另一个密封阀瓣关闭或打开，以使得能够实现较短的加料周期，这是因为在另一个下密封阀从打开位置转换到关闭位置的期间可以继续对与关闭的下密封阀连通的料斗进行加料。用于BLT^TM型多料斗装置(其针对每个入口使用专用的闸板和相应的致动机构)的下密封阀组件已为人所知几十年，例如由早期的第3955693号美国专利所证实的。自从一开始被发现是成功的，该些组件就在炼铁业上得到了广泛的应用。

国际专利申请WO 01/00884中已公开了一种更新且更不寻常类型的两料斗式加料装置。该装置也包括布置在充当闸(lock)的两个中间存储料斗下面的下密封阀罩。以众所周知的方式，该罩具有两个入口，每个入口均具有相应的关联阀座并且分别与其中一个料斗相连通；以及用于使炉料进入炉内的出口。用于密封入口的密封阀机构(即，用于提供闸斗仓的下游气密封闭)具有不同寻常的构造。事实上，该密封阀机构包括可枢转地安装在臂上的双面密封阀瓣。根据WO 01/00884的双面密封阀瓣在任一面上均具有密封垫(seal)，第一密封面与两个阀座中的第一个配合操作，而阀瓣的另一第二密封面与两个阀座中的第二个配合操作。

尽管根据WO 01/00884的下密封阀组件使得能够使用单一的致动器装置来密封两个入口，但是需要更长的间隔来再填充料斗，故其存在增长了周期的缺点。事实上，为了避免压力损失，在双面下密封阀瓣从第一座运动到第二座期间两个上密封阀都必须关闭。此外，该下密封阀组件还存在根据现有技术的任何典型下密封阀(诸如US 3,955,693中所公布的)的另一缺点。也就是说，每当出于加料的目的而打开相关的入口时，闸板的密封面、具体地是其上的密封垫暴露在十分不利条件下，尤其是由于高的炉温以及由附近经过的大量材料所产生的满是尘土的环境。

技术问题

考虑到现有技术，本发明的目的在于，提出一种用于竖炉(尤其是用于鼓风炉)的多料斗加料装置，该装置减少了下密封阀组件中的闸板的密封面的暴露。

发明内容

为实现该目的，本发明提出了一种根据权利要求1的炉顶加料装置，该装置装备有根据权利要求14的下密封阀组件。根据权利要求12和13的三料斗型加料装置也能实现上述目的。本发明上下文中的术语“组件”意味着这样一种装置，该装置由多个安装在一起的部件构成以形成一个功能单元。

根据权利要求1的所提出的加料装置包括：至少两个料斗，这些料斗充当用于待加入到炉内的炉料的中间存储器的闸斗仓；以及下密封阀组件。该组件包括布置在料斗下面的下密封阀罩。下密封阀罩具有分别与其中一个料斗连通的至少两个入口以及用于使炉料进入炉内的出口。考虑到它们与料斗的上游上密封阀配合操作的气塞(气闸)功能，每个入口均具有用于料斗的下游气密密封的相应关联阀座。下密封阀组件还包括密封阀机构，该密封阀机构用于密封入口，更具体地用于以专门的气密方式封闭阀座。

根据本发明，密封阀机构包括单面闸板，该单面闸板具有与至少两个阀座都配合操作的单一密封面。为此，密封阀机构被构造成，使该单面闸板的密封面依次与至少两个阀座中的每一个密封接触，以密封关联入口。换句话说，在两个不同的阀座上使用相同单一闸板的相同密封面来密封关联入口。本发明上下中的密封面意味着闸板的与阀座密封接触的表面，该密封面典型地是闸板的支承一个或多个密封垫或垫圈以气密接合在阀座上的侧面。

如应理解的，本发明的特别有利效果在于，暴露于下密封阀罩内部的任何有害状况下的闸板密封面且尤其是密封垫显著减少。事实上，仅使用一个单面闸板来交替地密封多个入口具有这样的好处，即，除了在阀座之间移动闸板所需的转换时间较短之外，该闸板密封面总是接合在特定的阀座上，因此受到了保护，与此同时另一个阀座和关联入口打开，以允许加入材料。

根据第一变型，密封阀机构被构造成，使闸板沿着接合轴线在基本上垂直的方向中上下移动，并且使闸板在垂直于接合轴线的基本上水平的平面中旋转，以允许相同的密封面依次与至少两个阀座中的每一个密封接触。在本变型的一个优选实施例中，该机构包括具有基本上垂直的接合轴线的旋转滑动式(turn-slide)圆柱形接头以及具有第一端部和第二端部的延伸臂。闸板安装在延伸臂的第一端部上，并且旋转滑动式圆柱形接头在第二端部处支撑延伸臂。该第一变型的更优选的构造将在从属权利要求5-7中陈述。

根据第二个变型，密封阀机构包括：具有基本上垂直的接合轴线的外卷(revolute)接头、具有第一部分和第二部分的延伸臂，闸板安装在第一部分上，并且外卷接头支撑延伸臂的第二部分。具有基本上水平的铰接轴线的铰链将第一部分连接于第二部分。该变型被构造成，使延伸臂随着闸板在垂直于接合轴线的基本上水平的平面中旋转，并且使第一部分随着闸板绕基本上水平的铰接轴线上下枢转，以允许相同的密封面依次与至少两个阀座的中每一个密封接触。前述变型具有降低了密封阀机构所需的垂直高度且因此降低了加料装置的总高度的另一优点。

根据第三个变型，密封阀机构包括具有基本上水平的(而不是垂直的)接合轴线并且支撑具有第一部分和第二部分的延伸臂的外卷接头，闸板安装在第一部分上，并且外卷接头支撑延伸臂的第二部分。具有相对于接合轴线横向布置的铰接轴线的铰链将第一部分连接至第二部。该变型使得能够使延伸臂随着闸板绕水平接合轴线旋转，并且能够使第一部分随着闸板绕横向的铰接轴线上下枢转，从而允许相同的密封面依次与至少两个阀座中的每一个密封接触。

为了能够实现简单的旋转机构，密封阀机构由下密封阀罩支撑并且接合轴线包含在两个阀座的垂直等分面(bisecting plane)内，密封面能够与两个阀座依次进行密封接触。

在第一或第二变型的情况下，密封阀机构优选地由下密封阀罩的顶侧支撑，该罩具有从连接第一阀座和第二阀座的相应中心的线段横向地偏移的基本上垂直的接合轴线。在第三变型的情况下，所述密封阀机构优选地由所述下密封阀罩的侧壁支撑，而且所述基本上水平的接合轴线在连接所述第一阀座和所述第二阀座的相应中心的线段下面垂直地偏移。当偏移量足够时，可以显著减少转动所需的角程(angular travel)，因此简化了致动。无论所选的变型，其中闸板优选地通过球节安装在延伸臂的所述端部上，以允许一定程度的误对准(例如，由于温度引起的变形)或者允许阀座安装的轻微倾斜。

根据权利要求12提出了采用通过特定闸板来密封多个阀座这一基本构思的三料斗式加料装置。该装置的特征在于，密封阀机构包括具有单个密封面的第一单面闸板以及具有单个密封面的第二单面闸板，其中每个闸板均与所有的三个阀座配合操作，每次通过闸板同时关闭两个阀座。换句话说，密封阀机构被构造成，使第一闸板的密封面和第二闸板的密封面分别成对地依次与第一阀座和第二阀座、与第二阀座和第三阀座以及与第三阀座和第一阀座密封接触，从而允许每次密封三个入口中的两个。

根据权利要求13提出了采用允许每次密封三个入口中的两个的另一种方式这一基本构思的三料斗式加料装置。后面的装置的特征在于，密封阀机构包括具有单个密封面的第一单面闸板以及具有单个密封面的第二单面闸板，每个闸板专门用于三个阀座中两个的不同配对并与之配合操作。换句话说，密封阀机构被构造成，使第一单面闸板的密封面依次与第一阀座和第二阀座中的每一个密封接触，同时该密封阀机构被构造成，使第二单面闸板的密封面依次与第二阀座和第三阀座中的每一个密封接触。

如应理解的，如上文所提出的以及权利要求14中所限定的下密封阀组件尤其适用于多料斗竖炉加料装置(尤其是用于鼓风炉的炉顶加料装置)方面的工业应用。该下密封阀组件可用来构造新的装置或者用在替换现有技术组件的改装中，例如，在重新装备炉子的过程中。

附图说明

现在将参照附图以实例的方式描述本发明的优选实施例，附图中：

图1是用于具有两个料斗的竖炉加料装置的下密封阀组件的第一实施例的透视图，示出了组件处于这样的位置：其中密封阀罩的第一入口被密封，而第二入口被打开；

图2是示出了图1中的组件处于中间位置时的透视图，在该位置时，闸板正从第一入口处的密封接合移动到第二入口处的密封接合；

图3是示出了图1中的组件处于这样的位置的透视图：其中密封阀罩的第一入口被打开，而第二入口被密封；

图4是图1-3中的密封阀组件的局部图水平投影；

图5是示出了用在竖炉上的加料装置中的下密封阀组件的第二实施例的透视图；

图6是用在如图5中所示的第二实施例中的阀致动机构的局部俯视图；

图7是用在如图5中所示的第二实施例中的阀致动机构的局部侧视图；

图8是示出了用在竖炉上的加料装置中的下密封阀组件的第三实施例的透视图；

图9是用在如图8中所示的第三实施例中的阀致动机构的局部俯视图；

图10是用在如图8中所示的第三实施例中的阀致动机构的局部侧视图；

图11是下密封阀组件的第四实施例的示意性俯视图，该组件被设计成用于具有三个闸斗仓的竖炉加料装置，示出了组件处于这样的位置：其中密封阀罩的第一入口和第二入口被密封，而第三入口被打开；

图12是下密封阀组件的第五实施例的示意性俯视图，该组件被设计成用于具有三个闸斗仓的竖炉加料装置，示出了组件处于这样的位置：其中密封阀罩的第一入口和第二入口被密封，而第三入口被打开；

图13是下密封阀组件的第六实施例的示意性俯视图，该组件被设计成用于具有三个闸斗仓的竖炉加料装置；

图14是如例如在WO 2007/082630中所描述的现有技术两料斗式加料装置的局部垂直剖面图。

所有附图中，相同的参考标号用来标识出相同或者相似的部件。具有递增的百位数字的参考标号用来标识出本发明的不同实施例中在结构上或功能上相同或者相似的部件。

具体实施方式

图1-图3中示意性地示出了具有根据第一实施例的下密封阀组件的加料装置。该下密封阀组件包括下密封阀罩100。出于说明的目的，该罩100被切开示出，即，只局部地示出，也就是没有侧面的部分。罩100具有水平的顶板102，该顶板具有分别形成第一入口104和第二入口106的圆形开口。入口104、106相对于竖炉(未示出)的中心轴线105横向偏移，罩100被布置在炉喉的顶部上。下出口107以罩100的水平底板108中的圆形开口的形式同轴地设置在轴线105上。倾斜的侧壁110将顶板102连接至底板108并使得罩100具有大体上为漏斗形的构造，以使于任一个偏移入口104、106处沿着倾斜的侧壁110进入的炉料流进入到中心出口107。

如应理解的，图1-图3中示意性地示出的根据第一实施例的下密封阀组件被构造成用于具有两个平行料斗(如图14中所示的类型)的鼓风炉加料装置。在现场安装时，罩100被布置在图14中所示类型的并例如在WO 2007/082630中更详细地描述的加料装置的两个炉料料斗的下面。料斗充当提供炉料的中间存储的闸斗仓。当下密封阀组件被安装时，上入口104、106分别连接至料斗出口(参见图14)，相应的炉料闸式阀(参见图14)与该出口相连以定量供给炉料。漏斗形罩100的出口107待被同轴地布置在炉喉(未示出)上，以使炉料以自由下落的方式通过出口107流到布料装置上，诸如，例如具有众所周知结构的可旋转且可枢转的斜槽(未示出)。如还应理解的，除了使炉料流聚集在中心以外，罩100是充当下密封阀组件的保护罩的气密外壳(enclosure)。

如图1-图3中所示，每个入口104、106均具有相应的相关环形阀座112、114，该阀座被向内转动以面向罩100的内部，因此可从下面接近该阀座。每个阀座112、114均设置在形成入口104、106的进入到罩100中的延伸部的圆柱形边缘的向下面116、118上。图1-图3中所示的第一阀座112和第二阀座114具有水平定向的环形座表面。其它方向也是可行的，例如，如图14中所示的轻微地倾斜。针对入口104、106的密封外壳，组件包括由闸板140和用于将闸板140与阀座112、114接合的阀致动机构(如下文详细描述的)形成的密封阀机构。闸板140是大体上为圆盘形或板形的闸板140并且与两个阀座112、114配合操作。图1中示出了闸板140处于第二阀座114上的密封位置中。为了密封接触，通过适当的密封垫(例如，橡胶垫圈)仅在闸板140的一侧上的闸板140的圆周上设置环形密封垫(参见图2)。在这点上，闸板140被称为具有单个密封面的单面闸板。密封垫142与阀座112、114的密封垫相配合，以便通过适当的密封(例如，橡胶-金属密封)来进行气密封闭。

闸板140通过球节(球状关节，未示出)安装在延伸臂146的第一端部144的末端上。该球节保证密封垫142与阀座112、114的表面之间的圆周密封配合，并且允许即使在阀座112、114的方向不同于精确的水平方向(例如，倾斜)的情况下仍获得无漏密封。刚性延伸臂146具有刚性地连接到旋转滑动式圆柱形接头(C接头)150的输出件的第二端部148，将在下面详细地描述该旋转滑动式圆柱形接头。如图1-图3中所示，第一实施例的延伸臂146是刚性的并形成为整体式的，即，其端部144、148之间无铰接。

如图1-图3中所示，阀致动机构包括具有基本上垂直的接合轴线151并且支撑延伸臂146的旋转滑动式圆柱形接头150。图1中以局部剖视图示出了圆柱形接头150。其被称为圆柱形接头或C接头是因为沿从动体(即，与闸板140相结合的臂146)中的任意点所描绘的轨道都位于围绕接合轴线151的圆柱上。如应理解的，圆柱形接头150提供了外卷接头(R)的运动学等同物，该外卷接头与共同享有接合轴线151的棱柱接头(P)接合。由于圆柱形接头150的垂直接合轴线151，刚性延伸臂146和闸板140能够协调一致地沿着与接合轴线151平行的方向(即，沿着基本上垂直的方向)上下平移。此外，由于圆柱形接头150的垂直接合轴线151，延伸臂146和闸板140能够一起在垂直于接合轴线151的平面(即，基本上水平的平面)内旋转。

如图1的局部剖视图中所示，圆柱形接头150包括形成圆柱形接头150的输出件的输出轴152(即，驱动轴)，延伸臂146刚性地连接至该输出轴，从而沿着横切于输出轴152和接合轴线151的大体上水平的方向延伸。输出轴152形成延伸臂146和闸板140的旋转支撑。例如通过锥形的滚柱轴承(未示出)或任何其他类型的组合径向和轴向载荷滚柱轴承，将输出轴152以沿轴向方向固定并绕着接合轴线151可转动的方式同轴地支撑在套管154的圆柱形空腔中。又例如通过滑动轴承，将套管154以可轴向地滑动但可转动地固定的方式同轴地支撑在外壳(outer shell)156的大体上为圆柱形的空腔中，即，从而能沿着接合轴线151滑动。在图1的圆柱形接头150的替换方式中，其中由套管154限定的旋转轴线和由外壳156限定的平移轴线与接合轴线151重合，平行的旋转轴线和平移轴线可能是连续的而不必是重合的。外壳156具有下部安装法兰158。外壳156通过附着在顶板102的顶部上的安装法兰安装在罩100的外面，以使得仅输出轴152的下部穿过顶板102上的圆形开口(未示出)伸进罩100中。因此，在图1-图3的实施例中，除了闸板140、延伸臂146和输出轴152的下端部以外，该机构的所有部件都被布置在罩100的外部。为了防止气体通过圆柱形接头150漏出，在输出轴152与套管154之间以及在套管154与外壳156之间分别设置有密封垫，例如，以填料函或机械填充类密封垫(未示出)的形式。

如图1-图3中所示，阀致动机构包括用于操作阀的线性液压发动机，即，第一液压缸172和第二液压缸174。第一液压缸172的汽缸筒通过铰链连接至安装在外壳156的下端的固定凸耳(lug)176，而第一液压缸172的活塞头通过铰链连接至安装在套管154的上端部的活动凸耳180。第一液压缸172的推力或牵引力控制套管154和输出轴152沿着接合轴线151的轴向平移，并且因此也控制连接在刚性的延伸臂146上的闸板140的向上或向下的滑动。第二液压缸174控制输出轴152相对于套管154及壳156的绕着轴线151的转动，即，通过延伸臂146刚性地连接于输出轴152的闸板件140的水平旋转。第二液压缸174的汽缸筒铰接于横向地连接于套管154的上端的支撑臂182，而第二液压缸的活塞头铰接于横向地凸缘式安装或者夹持于输出轴152的上端的杠杆臂184。

参照图4中的示意性平面图，应理解的是，接合轴线151(其垂直于图4的平面)包含在第一阀座112和第二阀座114的垂直等分面185(其也垂直于图4的平面)中。更具体地，该接合轴线包含在虚线段187的垂直等分面185中，该虚线段的端点与阀座112、114的中心重合。如在图4中进一步看到的，延伸臂(图1-3中的146)的延伸范围(即，轴线151与闸板140的安装轴线之间的距离)与阀座112、114的中心与接合轴线151之间的距离相等。换句话说，当使闸板140水平旋转时，闸板140的中心在圆弧上移动，该圆弧如以图4中的虚线弧示出的，并具有与该距离相等的半径。尽管接合轴线151的垂直定向是优选的，但通常在平面185中相对于垂直方向略微地倾斜(例如，达到10°)是可行的。密封阀组件使得能够使用单面闸板，即，只在一面上具有密封面的闸板，该闸板与两个阀座112、114配合操作，以便交替地密封两个入口104、106。因此，应理解的是，当炉料流经罩100时，闸板140将总是处于阀座112、114中的任一个上的关闭位置中，因此闸板，尤其是它的密封垫142保护不受过多的灰尘沉淀和材料撞击。尽管接合轴线在理论上能设置在阀座112、114之间的中心，但是这将需要提供180°角的旋转运动以及在座112、114之间提供一定量的空间的致动机构。因此，如在图4中所看到的，接合轴线151从线段187横向地偏移，由于只需有限的角度运动，这有助于采用用于旋转的线性致动器的致动机构的设计，并且允许减少入口104、106之间的间距，例如，以降低下部出口107下游的流出偏心率(outfloweccentricity)。

通过圆柱形接头150，阀以如图1到图3中所示的下降-旋转-上升的运动顺序操作。图1示出了针对采用第一料斗的加料周期的构造，该第一料斗在第一入口104的上方并且与第一入口连通。在这个构造中，第一料斗(未示出)上的上密封阀被关闭，而第二料斗(未示出)上的与第二入口106连通的上密封阀被打开，以再次装填该第二料斗。当第一料斗通过第一入口104排空时，第二入口106将被打开以排空第二料斗，并且第一入口104被密封以重新填充第一料斗。在这种情况下，对下密封阀的操作如下：首先，两个上密封阀(未示出)都被关闭，第一液压缸172则被操作以收缩(拉)，从而使套管154下降，与之一致地，使输出轴152、延伸臂146和闸板140下降，由此，使闸板140与第二座114脱离。然后，第二液压缸被操作以扩张(推)，因此使闸板140绕着接合轴线151旋转，从而延伸臂146和闸板件140朝向第一阀座112水平地旋转。当闸板140与第一阀座112对准时(例如，由于第二缸174到达行程的终点或者由于恰当的邻接或控制)，第一液压缸172被操作以扩张(推)并由此将闸板140提升到与第一阀座112密封接合，如图3中所示。因此，实现了将单面闸板140从第二座114转换到第一座112。于是通过打开第一料斗的上密封阀而完成了闸斗仓功能的转换，以再次加料。当第一入口104将被打开而第二入口106将被密封时，颠倒如上所述的操作。由于接合/脱离闸板140所需的相对小的垂直行程189(比较图1和2或者图2和3)，阀运动空间只需很小的垂直高度。因此，可显著减小罩100的构造高度。还应理解的是，当材料流经罩100时，闸板件140除了在它的运动过程中以外将总是处在座112、114中的任一个上的保护位置中。

如应理解的，上述包括致动机构(其自身包括圆柱形接头150、致动器172、174以及协同操作的附件、延伸臂146)和闸板140的密封阀机构被构造成使密封面(即，闸板的具有密封垫142的一侧)交替地与两个阀座112、114中的任一个密封接触，以密封关联入口104、106。

尽管已经通过参照具有两个料斗的平行料斗顶部描述了上述密封阀机构，但是其也可以用在采用如上所述的、一个与第一入口第二入口相连而另一个与下密封阀罩的第二入口和第三入口相连的两个密封阀机构的三料斗顶部加料系统中。下面将参照图12进一步详细地描述这个实施例。类似的阀致动机构也可以用在图11和图13的实施例中。

图5示意性地示出了下密封阀组件的第二实施例。第二实施例的与图1-图3中的部件相同或相似的部件在图5中通过具有相同的十位和个位数字但是具有递增的百位数字的参考标号来标出，为了简明起见，不再详细描述。图5中示出的组件具有不同于图1-图3中机构的构造的密封阀机构，尤其是阀致动机构，如图6-图7中最佳所示的。

如图6-图7中所示，图5的实施例具有同样允许闸板240在垂直于接合轴线251的平面(即，基本上的水平面)中旋转的构造，然而闸板240相对于座212、214的接合与脱离通过使闸板240向上和向下旋转，而不是平移来实现。

为了使闸板240枢转，图5-图7中的延伸臂246不是刚性地形成而是由通过水平铰链294连接的两个铰接部件形成。更具体地，延伸臂246包括绕水平轴线可枢转地安装在延伸臂246的第二部分(上臂)292上的枢转的第一部分(前臂)290。第一部分290基本上是L形的杆，而第二部分292是由两个L形的板形成的叉形支撑架，该支撑架充当通过铰链294枢转地安装的第一部分290的支撑物。铰链294具有垂直于轴线251的水平铰接轴线。如图5-图7中所示，闸板240安装在枢转的第一部分290的第一端，更具体地，通过球节(未示出)安装。因此，为了使闸板240与座212、214中的任一个接触和脱离接触，第一部分290在铰链294上枢转，以如双箭头295所示的那样上下移动闸板240。为了实现使闸板240在第一部分290上枢转，第一部分290的后端被连接至致动杆296，该致动杆接合至线性致动器，诸如液压缸(未在图1-5中示出)，以通过沿着双箭头297的致动使第一部分290枢转。致动杆296穿过管轴298，延伸臂246的第二部分292的端部固定(例如，焊接)在该管轴上。管轴298具有圆柱形的外表面，并且被安装成轴向地固定在支撑于顶板202上的适当轴承(未示出)中但可在其中旋转。轴298及其轴承(未示出)形成接合轴线251上的完全外卷接头，即，只允许绕着垂直轴线251旋转的接头(与图1-图3中的C接头150相反)。因此，外卷接头260支撑延伸臂246并因此允许第二部分292旋转，以及随之使第一部分290与闸板240一起在基本上的水平面中旋转上，如双箭头299所示的那样，以便将闸板240定位在如所需的任一个座212、214的下面(参见图4)。外卷接头260的致动可以通过如相对于第一实施例所述的类似和适当调节的装置(例如，使用线性致动器)或者通过本领域技术人员已知的任何其他适当的驱动装置来执行。

如应理解的，作为图1-图3的密封阀机构的替换方式，如图5-图7中所示的密封阀机构也适于用在根据图12的三料斗式炉顶加料装置中(参见下面)。

图8示意性地示出了用在两料斗式加料装置中的下密封阀组件的第三实施例。第三实施例的分别与图1-图3和图5-图7的部件在功能上相同或相似的部件在图8-图10中通过具有相同的十位和个位数字但具有递增的百位数字的参考标号来标出。为了简明起见，下面将仅详细描述相比较于前述实施例呈现出明显差别的部件。

如从图8中显而易见的，第三实施例尤其适用于具有不同设计的密封阀罩300，即，其中第一阀座312和第二阀座314既不是大体上水平也不是略微倾斜而是相对于水平方向基本上倾斜(例如，在35°(+/-10°)的等级内)的设计。这类设计目前用在许多鼓风炉中，而且已在别处更加详细地描述，例如在第3955693号美国专利中。因此，图8中下密封阀罩的顶部302具有大体上为半六角形的横截面形状，其中在斜坡面中设置有开口304、306。

因此，图8中所示的下密封阀组件具有被构造成用于倾斜的阀座312、314的密封阀机构，尤其是阀致动机构。图8-图10中的密封阀机构的结构与图1-图3中的不同，但除了相比较于图5-图7具有不同的轴线定向以外，如图9-图10中最佳所示的。

更具体地，与图5的实施例相同，图8-图10的实施例具有同样允许闸板340旋转的构造。事实上，如在图5-图7中，相对于座312、314接合和脱离闸板340也通过第三实施例中的枢转(不是如图1-图3中那样的上下平移闸板)来实现。然而，闸板340没有如图5-图7中那样在水平面中旋转，而是绕着基本上水平的接合轴线353旋转。因此，闸板340在接合轴线353所限定的水平圆柱形的包络面(envelope)内并沿着该包络面旋转。接合轴线353被布置成使得座312、314大体上相切于该包络面。

类似于图5的实施例，延伸臂346包括铰接安装于第二部分392的第一部分390，该第二部分又支撑于完全外卷接头360的水平管轴398上。与图5中的外卷接头相反，图8-图10中的外卷接头360具有水平接合轴线353。因此，图8-图10中的外卷接头360不是通过下密封阀罩300的上部件302支撑而是通过侧面的大体上为水平的侧壁支撑。尽管定向不同(相对于轴线151和251成90°)，图8-图10中的水平接合轴线353同样包括在两个阀座312、314的垂直等分面中，该平面也包括炉轴线305。

如在图10中所看到的，第一部分390大体上为Γ形，闸板340例如通过球节(未示出)横向地安装至延伸臂346的第一端部，而且密封垫342面向上。除了不同的定向以外，第二部分392的构造与图5-图7中的第二部分292的构造相同。类似于图5，图8中的延伸臂346包括铰链394，第一部分390通过该铰链相对于第二部分392枢转，以使闸板340沿着双箭头395向上和向下枢转。铰链394的铰接轴线(图8中的点划线)垂直于水平接合轴线353，但是随着延伸臂346绕着接合轴线353而旋转。延伸臂的致动类似于图5中所述的，第一部分390的后端连接至致动杆396，该致动杆与线性致动器接合以沿着双箭头397进行致动，从而沿着双箭头395上下移动闸板340。固定有第二部分392的水平管轴398由适当的轴承(未示出)支撑，以限定出完全外卷接头360，从而使延伸臂346以及随之使闸板340绕着水平接合轴线353并沿着双箭头399旋转。旋转致动可以通过任何适当的致动装置来提供，例如类似于图1中所示的线性装置。

图11示意性地示出了根据第四实施例的下密封阀组件，该组件被设计成用在例如WO 2007/082630(参见WO2007/082630的图5-图9)中所公开类型的三料斗式加料装置中。

图11中的组件包括三个上入口，每个入口均具有设置在下密封阀罩400中的关联阀座，即，第一入口具有第一阀座412，第二入口具有第二阀座414，且第三入口具有第三阀座415。这些入口被布置在密封阀罩400的顶板402中，并且阀座412、414、415(和入口)的中心围绕炉轴线对称地设置，以形成虚构等边三角形(在水平投影中)的顶点。密封阀罩400的下部可以具有如WO2007/082630中所述的构造(参见WO 2007/082630的图9中的参考标号48′)。然而，上部(与WO 2007/082630的图9中参考标号46′所指出的上部相反)具有不同的构造。具体地，密封阀罩400的上部包括根据本发明的密封阀机构以及被布置以提供所需的空间因此沿如图11中所示的径向方向布置的侧壁410。

如图11中所示，下密封阀机构包括两个单面闸板，第一闸板440和第二闸板441。闸板440、441布置在相应延伸臂446、447的末端部上，这两个延伸臂在相对的端部处刚性地连接。因此，臂446、447形成两叉齿式的叉子，其中叉齿具有适合于配合阀座412、414、415的布置的120°顶角。图11中的阀致动机构包括圆柱形接头450，两个延伸臂446、447的第二端部的输出件刚性地连接至该接头。如应理解的，圆柱形接头450适于使两个延伸臂446、447以及随之使闸板440、441沿着垂直于图11的平面的方向上下平移，以使它们与三个阀座412、414、415中的两个同时密封接合以及脱离密封接合。如从图11中还显而易见的，圆柱形接头450适于使延伸臂446、447例如沿着顺时针方向旋转通过360°(转体旋转)，如箭头499所示的，从而允许相对于三个阀座412、414、415中的两个阀座构成的阀座组定位闸板440、441。因此，图11中的阀致动机构具有大体上与图1中的阀致动机构类似的设计，明显的区别在于使用了液压发动机或者任何其他适当的能进行360°输出轴旋转(而不是通过液压缸的有限角度的旋转运动)的驱动装置(例如气动或者电动发电机)，以及在于具有两个闸板440、441的两个延伸臂446、447通过单一的致动机构而同时致动的事实。圆柱形接头450的接合轴线在技术上是垂直的，并且与如图11中所示的三个阀座412、414、415中的配对阀座的垂直等分面485相交，即，垂直于图11的平面并且穿过虚构三角形的周界(并与所示实施例中的炉轴线重合)。

如应注意的是，图11中的密封阀机构被构造成使两个闸板440、441的两个密封面以成对的方式并同时依次与三个阀座412、414、415的每个组合对密封接触。换句话说，两个闸板440、441被致动以交替地密封第一阀座412和第二阀座414(图11中所示的位置)、第二阀座414和第三阀座415以及第三阀座415和第一阀座412。因此，如所需的，同时关闭三个入口中的两个，与此同时留下一个入口，以用于加料的目的。

图12示出了被构造成用于三料斗式竖炉加料装置的下密封阀组件的又一第五实施例。图12中的实施例包括三个入口，每个入口均具有相关的阀座512、514、515，其中三个阀座被布置成(如同图11中)它们的中心形成图12的水平面中的等边三角形的顶点，其中该三角形的外心在炉轴线上。

为了允许密封三个入口中的每一个，根据图12的密封阀机构包括第一阀致动机构，该第一阀致动机构被构造成与图1中的阀致动机构相同，其中第一圆柱形接头5501支撑第一延伸臂5461及第一延伸臂上的第一单面闸板5401，而第二阀致动机构被构造成与图1中的阀致动机构相同，即，第二圆柱形接头5502支撑具有第二单面闸板5402的第二延伸臂5462。在上文中参照图1-图3给出了对阀致动机构的详细描述。如图12中所示，第一阀致动机构与第三阀座515和第一阀座512组成的阀座对相连，而第二阀致动机构与第二阀座514和第三阀座515相连。因此，第一圆柱形接头5501的在技术上垂直的接合轴线布置在第一阀座512和第三阀座515的等分面585上，而第二圆柱形接头5502的接合轴线布置在第二阀座514和第三阀座515的等分面585上。

与图11中的实施例相反，图12中的实施例被构造成使第一闸板5401仅交替地与第一阀座512和第三阀座515中的一个密封接触，并使第二闸板5402仅交替地与第二阀座514和第三阀座515中的一个密封接触。因此，第五实施例提供了利用少于三个专用的致动机构来密封地封闭下密封阀组件500中的三个入口(每次两个)的另一种方案。由于使用两个单独的致动机构，每个致动机构仅与三个入口中的一对相关，就限制了水平地旋转相应闸板5401、5402所需的相应角程(如由箭头599所示出的)。因此，图12中的三料斗式实施例使得能够采用与如用于图1-图3的两料斗式加料装置中的线性致动器相同的阀致动机构。

图13示出了下密封阀组件的第六实施例，该组件与图12中的组件相同。因此，图13中的下密封阀罩600包括具有相应阀座612、614、615的三个入口。如图12中的密封阀机构包括两个闸板6401、6402，每个闸板6401、6402均安装在相应的延伸臂6461、6462上，这些延伸臂通过专用的圆柱形接头6501、6502支撑，这些圆柱形接头被布置成其垂直接合轴线处于阀座612-615中的配对阀座614-615的等分面上，闸板6401、6402与阀座614-615相连。图13中的实施例相对于图12中的实施例的主要区别在于，下密封阀罩600被构造成包括关于每个闸板6401、6402的相应另一停留位置(parking position)6431、6432。此外，为了允许将每个闸板6401、6402定位在其停留位置6431、6432中，致动装置的设计尽管大体上类似于上面参照图1所述的设计，但是被修改成包括更长的延伸臂6461、6462或者被修改成提供更大的旋转范围，即，更大的旋转运动的角度范围，该范围通过箭头699示出。还可以构想出对图1中致动机构的两类修改的结合。停留位置6431、6432被设置在处于外部位置的顶板602的下面，并且停留位置的中心位于相应闸板6401、6402的旋转运动的圆弧(参见图4)上。

图13的实施例中的停留位置允许同时打开两个入口，以便同时加入来自两个料斗的大批材料，例如，用于混合的目的。例如，对于如图13中所示的示例性构造，除了当前从打开的第三阀座615上方的料斗卸下装料以外，还可以通过将第二闸板6402向外移动到与它相关的第二停留位置6432而加入来自第二阀座614(图13中示出为关闭的)上方的料斗的另外的炉料。类似地，可以同时加入来自第一阀座612和第二阀座614上方的两个料斗的装料，此时第一闸板6401处于其停留位置6431中，而第二闸板6402关闭第三阀座615，或者同时加入来自第一阀座612和第三阀座615上方的两个料斗的装料，此时第一闸板6401处于其停留位置6431中，而第二闸板6402关闭第二阀座614。如应理解的，停留位置6431、6432被构造为不具密封功能的伪座部(pseudo-seats)，通过图13中的实施例使得单面闸板6401、6402的密封面接合在停留位置中，以避免暴露密封面，同样当两个入口被打开时。

图1-图14的标号：

图1-图4

100下密封阀罩          102顶板

104第一入口            105中心轴线

106第二入口            107下出口

108底板                110侧壁

112第一阀座            114第二阀座

116、118圆柱形边缘     140闸板

142密封垫              144第一端部

146延伸臂(刚性的)      148第二端部

150圆柱形接头          151垂直接合轴线

152输出轴              154套管

156外壳                172第一液压缸

174第一液压缸          176固定凸耳

180活动凸耳            182支撑臂

184杠杆                185垂直等分面

187线段                189垂直行程

图5-图7

200下密封阀罩          202顶板

204第一入口            205中心轴线

206第二入口            207下出口

208底板                210侧壁

212第一阀座             214第二阀座

216、218圆柱形边缘      240闸板

242密封垫               246延伸臂(铰接的)

251垂直接合轴线         260外卷接头

290第一部分             292第二部分

294铰链                 296致动杆

295、297双箭头(枢转)    298管轴

299双箭头(旋转)

图8-图9

300下密封阀罩           302顶板

304第一入口             305中心轴线

306第二入口             307下出口

308底板                 310侧壁

312第一阀座             314第二阀座

316、318圆柱形边缘      340闸板

342密封垫               346延伸臂(铰接的)

353水平接合轴线         390第一部分

360外卷接头             392第二部分

394铰链                 396致动杆

395、397双箭头(枢转)    398管轴

399双箭头(旋转)

图11

400下密封阀罩            402顶板

410侧壁                  412第一阀座

414第二阀座              415第三阀座

440第一闸板              441第二闸板

446第一延伸臂(刚性的)    447第二延伸臂(刚性的)

450圆柱形接头            485等分面

499箭头(360°旋转)

图12

500下密封阀罩            502顶板

512第一阀座              514第二阀座

515第三阀座              5401第一闸板

5402第二闸板             5461第一延伸臂(刚性的)

5462第一延伸臂(刚性的)   5501第一圆柱形接头

5502第二圆柱形接头       585等分面

599箭头(旋转)

图13

600下密封阀罩            602顶板

612第一阀座              614第二阀座

615第三阀座              6401第一闸板

6402第二闸板             6461第一延伸臂(刚性的)

6462第二延伸臂(刚性的)   6431停留位置(第一闸板)

6432停留位置(第二闸板)  6501第一圆柱形接头

6502第二圆柱形接头      685等分面

699箭头(旋转)

图14(现有技术)

1下密封阀罩             2第一入口

4第二入口               5中心轴线

7下出口                 12第一阀座

14第二阀座              22第一料斗

24第二料斗              26第一炉料闸式阀

28第二炉料闸式阀        32第一密封阀瓣(打开的)

34第一密封阀瓣(关闭的)  36第一瓣臂

38第二瓣臂。

Claims (17)

1.一种用于竖炉的加料装置，具体地用于鼓风炉的加料装置，所述装置包括：

至少两个料斗，用作待加入到所述炉内的炉料的中间存储器，以及

下密封阀组件，包括：

下密封阀罩，所述下密封阀罩布置在所述料斗下方并具有至少两个入口，每个入口均具有相应的关联阀座，并且每个入口分别与所述料斗中的一个连通，并且所述下密封阀罩具有用于使炉料进入到所述炉内的出口，以及

用于密封所述入口的密封阀机构；

其特征在于，

所述密封阀机构包括具有单个密封面的单面闸板，所述密封阀机构被构造成，使所述单面闸板的所述密封面依次与所述至少两个阀座中的每一个密封接触，以密封关联的入口。

2.根据权利要求1所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构包括：

旋转滑动式圆柱形接头，具有基本上垂直的接合轴线；以及

延伸臂，具有第一端部和第二端部，所述闸板安装在所述延伸臂的所述第一端部上，而所述旋转滑动式圆柱形接头于所述第二端部处支撑所述延伸臂，

以使所述闸板沿基本上垂直的方向上下平移并且使所述闸板在垂直于所述接合轴线的基本上水平的平面中旋转，从而允许所述密封面依次与所述至少两个阀座中的每一个密封接触。

3.根据权利要求1所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构包括：

外卷接头，所述外卷接头具有基本上垂直的接合轴线，

延伸臂，所述延伸臂具有第一部分和第二部分，并且所述第一部分具有第一端部，所述第二部分具有第二端部，所述闸板安装在所述第一部分的所述第一端部上，而所述外卷接头于所述第二端部处支撑所述延伸臂的所述第二部分，以及

铰链，所述铰链具有基本上水平的铰接轴线并将所述第一部分连接到所述第二部分，

以使所述延伸臂随着所述闸板在垂直于所述接合轴线的基本上水平的平面中旋转，并使所述第一部分随着所述闸板绕所述基本上水平的铰接轴线上下枢转，从而允许所述密封面依次与所述至少两个阀座中的每一个密封接触。

4.根据权利要求1所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构包括：

外卷接头，所述外卷接头具有基本上水平的接合轴线，

延伸臂，所述延伸臂具有第一部分和第二部分，并且所述第一部分具有第一端部，所述第二部分具有第二端部，所述闸板安装在所述第一部分的所述第一端部上，而所述外卷接头于所述第二端部处支撑所述延伸臂的所述第二部分，以及

铰链，所述铰链具有相对于所述接合轴线横向布置的铰接轴线，所述铰链将所述第一部分连接至所述第二部分，

以使所述延伸臂随着所述闸板绕所述水平接合轴线旋转，并且使所述第一部分随着所述闸板绕所述横向铰接轴线上下枢转，从而允许所述密封面依次与所述至少两个阀座中的每一个密封接触。

5.根据权利要求2所述的加料装置，其特征在于，所述圆柱形接头包括输出轴、中空套管，其中，所述输出轴被轴向固定地支撑并可绕所述接合轴线转动，并且所述圆柱形接头还包括外壳，其中，所述套管被沿着所述接合轴线轴向滑动地支撑，所述外壳固定至所述下密封阀罩。

6.根据权利要求5所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构还包括：

第一液压缸，所述第一液压缸连接至所述外壳并连接至所述中空套管，以使所述中空套管和所述输出轴相对于所述外壳沿着所述接合轴线轴向地平移；以及

第二液压缸，所述第二液压缸连接至所述套管并连接至所述输出轴，以使所述输出轴相对于所述套管绕着所述接合轴线转动。

7.根据权利要求6所述的加料装置，其特征在于

所述第一液压缸具有连接于所述外壳的汽缸筒和连接于所述中空套管的活塞头，以使所述中空套管和所述输出轴相对于所述外壳沿着所述接合轴线轴向地平移；

所述套管具有横向地连接于所述套管的上端部的支撑臂，所述输出轴具有横向地连接于所述输出轴的上端部的杠杆臂，并且

所述第二液压缸具有铰接于所述支撑臂的汽缸筒以及铰接于所述杠杆臂的活塞头，以使所述输出轴相对于所述套管绕所述接合轴线转动。

8.根据权利要求2到7中任一项所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构由所述下密封阀罩支撑，并且所述接合轴线包含在两个阀座的垂直等分面内，所述密封面能够与所述两个阀座依次密封接触。

9.根据权利要求8所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构由所述下密封阀罩的顶侧支撑，所述罩与所述基本上垂直的接合轴线从连接所述第一阀座和所述第二阀座的相应中心的线段横向地偏移。

10.根据权利要求8所述的加料装置，其特征在于，所述密封阀机构由所述下密封阀罩的侧壁支撑，并且所述基本上水平的接合轴线在连接所述第一阀座和所述第二阀座的相应中心的线段下方垂直地偏移。

11.根据权利要求2到7中任一项所述的加料装置，其特征在于，所述闸板通过球节安装在所述延伸臂的所述第一端部上。

12.根据权利要求8所述的加料装置，其特征在于，所述闸板通过球节安装在所述延伸臂的所述第一端部上。

13.根据权利要求9所述的加料装置，其特征在于，所述闸板通过球节安装在所述延伸臂的所述第一端部上。

14.根据权利要求10所述的加料装置，其特征在于，所述闸板通过球节安装在所述延伸臂的所述第一端部上。

15.一种用于竖炉的加料装置，具体地用于鼓风炉的加料装置，所述装置包括：

三个料斗，用作待加入到所述炉内的炉料的中间存储器，以及

下密封阀组件，包括：

下密封阀罩，所述下密封阀罩布置在所述料斗下方，并且所述下密封阀罩具有第一入口、第二入口及第三入口，并且所述第一入口具有关联的第一阀座，所述第二入口具有关联的第二阀座，所述第三入口具有关联的第三阀座，每个入口分别与所述料斗中的一个连通，并且所述下密封阀罩具有用于使炉料进入到所述炉内的出口；以及

用于密封所述入口的密封阀机构；

其特征在于，

所述密封阀机构包括：具有单个密封面的第一单面闸板和具有单个密封面的第二单面闸板，所述密封阀机构被构造成，使所述第一单面闸板的密封面和所述第二单面闸板的密封面以成对的方式分别依次与所述第一阀座和第二阀座、与所述第二阀座和第三阀座、以及与所述第三阀座和第一阀座密封接触，从而允许每次密封所述三个入口中的两个。

16.一种用于竖炉的加料装置，具体地用于鼓风炉的加料装置，所述装置包括：

三个料斗，用作待加入到所述炉内的炉料的中间存储器，以及

下密封阀组件，包括：

下密封阀罩，所述下密封阀罩安装在所述料斗下面，并且所述下密封阀罩具有第一入口、第二入口及第三入口，并且所述第一入口具有关联的第一阀座，所述第二入口具有关联的第二阀座，所述第三入口具有关联的第三阀座，每个入口分别与所述料斗中的一个连通，并且所述下密封阀罩具有用于使炉料进入到所述炉内的出口；以及

用于密封所述入口的密封阀机构；

其特征在于，

所述密封阀机构包括具有单个密封面的第一单面闸板和具有单个密封面的第二单面闸板，所述密封阀机构被构造成，使所述第一单面闸板的密封面依次与所述第一阀座和第二阀座中的每一个密封接触，并且使所述第二单面闸板的密封面依次与所述第二阀座和第三阀座中的每一个密封接触，从而允许每次密封所述三个入口中的两个。

17.一种用于具有至少两个料斗的竖炉加料装置的下密封阀组件，具体地用于具有至少两个料斗的鼓风炉加料装置的下密封阀组件，所述组件包括：

下密封阀罩，所述下密封阀罩被构造成布置在所述料斗下方并具有至少两个入口，每个入口均具有相应的关联阀座，并且每个入口均被构造成分别与所述料斗中的一个连通，并且所述下密封阀罩具有用于使炉料进入到所述炉内的出口；以及

用于密封所述入口的密封阀机构；

其特征在于，

所述密封阀机构包括具有单个密封面的单面闸板，所述密封阀机构被构造成，使所述单面闸板的所述密封面依次与所述至少两个阀座中的每一个密封接触，以密封关联的入口。

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