CN102272336A - 用于竖炉顶部装料系统的下密封阀单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于竖炉的装料系统的下密封阀单元，该单元包括：具有一对入口(18)以及至少一个出口(22)的壳体(12)；与各入口(18)相关联的阀座(28、28′)；与各阀座(28、28′)相关联的瓣(26、26′)，适于在关闭位置中接合阀座(28、28′)以密封地关闭入口(18)，每个瓣(26、26′)均由可枢转轴(40、40′)支撑，以允许瓣在关闭位置与离开相关联的阀座的开启位置之间移位。共用结构(38)安装至壳体(14)的一侧，其包括一对驱动机构(50、50′)，每个驱动机构均连接至一个可枢转轴(40、40′)以独立地驱动该可枢转轴，所述轴(40、40′)同轴地穿过壳体的侧面并且由共用结构(38)支撑。

Description

用于竖炉顶部装料系统的下密封阀单元

技术领域

本发明大体上涉及一种用于鼓风炉的加料系统，更具体地涉及一种例如适合于无钟炉顶(Bell-Less Top)加料系统的下密封阀单元。

背景技术

在世界范围内，已发现无钟炉顶加料系统广泛地使用于鼓风炉中。它们通常包括配备有布料槽的旋转布料装置，该布料槽可绕炉的垂直中心轴线旋转并且可绕垂直于该中心轴线的水平轴线枢转。在适于允许散装物料准连续装填的典型的所谓“平行料斗炉顶(parallel hopper top)”构造中，两个或三个储料斗安装在具有布料槽的旋转布料装置上方。以本身已知的方式，这些料斗用作待由布料装置分布的散装物料的储料仓(storage bin)，并且用作借助上密封阀和下密封阀来避免鼓风炉中压力损失的气压阀(pressure lock)。

EP 1 811 045提出了一种装备有无钟炉顶加料系统的新式设计的鼓风炉。两个加料料斗以“平行料斗炉顶”构造安装在布料装置(具有可旋转且可枢转的斜槽)上方，该布料装置自身被布置成鼓风炉炉喉的顶罩(top closure)。每个储料斗在其下端均具有一个物料闸门阀，该闸门阀位于一个相应的物料闸门壳内。这些相应的物料闸门阀包括可沿着斜槽件的卸料口移动的圆柱形弯曲的闸板件(shutter element)，从而使得能够通过控制阀开启面积来实现散装物料的精确计量。每个闸板件的操作均借助相应的外部安装的致动器来实现。

在下面，物料闸门壳与布料装置之间布置有下密封阀壳。该下密封阀壳包括入口，每一个储料斗对应一个入口，且一个相应的密封阀(具有瓣和阀座)与一个储料斗相关联。每个瓣均可借助于一个臂绕水平轴线枢转，从而进入与阀座的密封接合或脱离与阀座的密封接合。每个瓣臂还连接至密封阀壳外部的一个相应的致动器。

如本领域的技术人员应理解的，鼓风炉设备中在料斗底部与鼓风炉炉喉之间的区域是密集装配的，其特征表现为物料闸门和密封阀、对应的致动器、以及带有驱动机构的旋转布料装置。从设计的观点来看，包括众多移动元件(具有其致动机构以及安装支撑件)的该区域在可靠性、制造成本、可达性(可接近性)、安装、公差等方面是很关键的。

发明目的

因此，期望改进加料系统的这个下部区域的构造以简化其结构，并且允许节省制造成本。

发明内容

为了实现这个目的，本发明提供了一种如权利要求1中所限定的改进设计的下密封阀单元。根据本发明的下密封阀单元包括：

具有一对入口以及至少一个出口的壳体；

与各入口相关联的阀座；

与各阀座相关联的瓣(flap，阀瓣)，该瓣适于在关闭位置中接合所述阀座以密封地关闭所述入口，每个瓣均由一个可枢转轴支撑，所述可枢转轴允许瓣在所述关闭位置与离开相关联的阀座的开启位置之间的移位。

根据本发明的一个重要方面，共用结构安装至壳体的一侧并且包括一对驱动机构，每个驱动机构均连接至其中一个可枢转轴，以独立地驱动该可枢转轴。此外，这些轴被布置成同轴地穿过相同的壳体侧面并且由该共用结构支撑。

因此，本发明提供了双料斗式加料系统中的下密封阀的简化安装和致动，这也就是由于使用了同轴的轴布置来使瓣枢转，该同轴的轴布置在单一位置处横穿壳体壁，以由共用支撑结构支撑在壳体的相同侧面上。采用用于两个密封瓣的单个、共用的支撑结构明显降低了制造成本。

布置在这些储料斗下方的该区域中的部件的数量也减少了，这允许鼓风炉加料系统的更紧凑设计。

该同轴的轴布置优选地由一根中空的可枢转轴形成，另一根可枢转轴同心地布置在该中空轴中，以便可自由地转动。内轴可以从中空轴的两端伸出以便于连接。

在一个实施例中，共用结构包括安装法兰，该安装法兰支撑同轴的轴布置，并固定至壳体的外侧壁且相对于壳体中的对应开口居中。有利地，该安装法兰包括定心件，该定心件的横截面形状与壳体中的开口的横截面相匹配。

优选地，每个瓣均由一个臂支撑，该臂连接至相应的可枢转轴并且与该可枢转轴可转动地结合在一起。

通常，这些阀座可以附设在从壳体内部的每个入口突出的相应轴套的末端上。这允许这些入口的偏移密封，从而有助于瓣支撑和驱动装置的布置。

在一个实施例中，每个驱动机构均包括一个线性致动器，该线性致动器经由相应的操作杆接合至其相应的轴。每个操作杆均与可枢转轴可转动地结合在一起并铰接至线性致动器的致动件。这些线性致动器可枢转地支撑在附置于安装法兰的相应支架(cradle)中。

这种支架优选地包括固定至安装法兰的延伸部的一对平行的托架，这些托架在它们的顶部边缘设有垂直插槽。这些线性致动器随之在它们的周界上设有一对沿直径相对的径向销(耳轴)，这对径向销装配到垂直插槽中。

为了轴的密封枢转，可以绕着同轴的轴布置在安装法兰的区域中布置填料箱(stuffing box)。

本发明提供了一种装备于鼓风炉/竖炉的顶部加料系统(尤其是无钟炉顶型)的下密封阀单元，该下密封单元具有多个有利的方面。可以使用具有简单结构的同轴的轴布置的共用结构来控制一组两个储料斗的下密封阀。这种两个下密封阀使用单个安装法兰的特殊安装减少了料斗的下部区域中的部件的数量，因此有助于提高可达性并允许提高紧凑性。还有其他的益处：

-这种设计允许降低壳体的高度并减小壳体的尺寸，这还意味着炉料在下密封阀壳体中更居中的流动；

-位于一侧的单个安装法兰减少了这种要求机加工和抛光以及在壳体侧壁中精确定位/对准的铸造件的制造成本；

-瓣的支撑和驱动机构都组织在一个共用支撑物上，这易于接近和拆卸；

-共用结构安装在壳体的一侧上，这使得更便于安装该共用结构，从而使其不会与顶部加料系统的该区域中的其他机构(例如，旋转布料装置的行星齿轮箱)相干扰。

附图说明

现在将参照附图以实例的方式描述本发明，附图中：

图1是本下密封单元的优选实施例的原理图，其中这些阀是关闭的；

图2是图1的实施例的俯视图，其中没有盖部；

图3是这些阀和共用支撑结构的侧视图，其中仅有一个阀开启；

图4是图3的俯视图(其中仅示出了开启的阀)。

具体实施方式

图1以侧视图示意性地示出了用于竖炉加料系统的下密封阀单元10的优选实施例。本单元10具体应用在竖炉的无钟炉顶加料系统中。如众所周知的，在无钟炉顶系统中，下密封阀单元用于将储料斗的底部区域与鼓风炉的顶部隔开，以避免压力损失。本下密封阀单元10被设计成与包括呈“平行料斗炉顶”构造的两个料斗的加料设备一起使用，且本下密封阀单元典型地布置在料斗底部处的物料闸门区域与封闭鼓风炉/竖炉炉喉的传统旋转布料装置之间。例如，本下密封阀单元10可以用来代替EP 1 811 045的图2或图4中所示的无钟炉顶系统中使用的下密封阀单元。

现在更详细地述及图1的实施例，本下密封阀单元10包括传统形状的壳体12，即，该壳体包括矩形顶部14和漏斗形底部16(以垂直横截面所示)，顶部和底部优选地通过焊接彼此连接。该壳体12限定出封闭的容积，并且顶部14的盖20中设有一对入口18，每个入口均通过相应的物料闸门(未示出)与加料系统的相应储料斗(未示出)相通。下部的漏斗形部16的底部处设有出口22，散装物料通过该出口落入旋转布料装置(未示出)中。传统地，下密封阀壳体12固定至顶部加料系统的支撑结构(未示出)，该支撑结构还将储料斗保持在鼓风炉上方。如本领域中已知的，可以使用补偿器(例如风箱补偿器)(未示出)来将这些入口连接至相应的物料闸门(物料闸门壳体)并将壳体出口22连接至布料装置。

壳体12的盖20中的入口18可以由布置在壳体顶部区域中的一对密封阀24、24′选择性地且独立地关闭，每个阀均包括瓣26、26′以及相关联的阀座28、28′。阀座28、28′中的每一个均附设在从入口18向下突出到壳体12中的轴套30、30′中。每个瓣26、26′均适于与其相应的阀座28、28′接合，从而在关闭位置中密封地关闭阀座，且每个瓣分别由可枢转轴32、34支撑，以便在关闭位置(图1)与离开各自的阀座28、28′的开启位置之间驱动每个瓣。

应理解的是，轴32和34以同轴方式布置成穿过相同的壳体侧壁36并且由总体上标记为38的共用结构支撑，该共用结构安装至侧壁36并且还支撑用于轴32、34的驱动机构。对于本同轴的轴布置而言，轴34是中空的，而另一根轴32同心地布置在中空轴34内，并且从中空轴的两端伸出以用于连接。尽管未示出，有利地，内轴32由一个、两个或更多个轴承(例如，滚柱轴承)支撑在中空轴34内。

如图中可见，每个瓣26、26′在一端各自附设于臂40、40′，而在另一端分别固定地连接至相应的可枢转轴34、32，从而随可枢转轴一起转动。因此，轴32和34可绕共同轴线42独立地枢转/转动，它们各自的转动允许瓣26、26′进入与阀座28、28′的密封接合以及脱离与相应阀座的密封接合。

更具体地述及共用结构38，其包括可转动地支撑同轴的轴布置的安装法兰44。典型地，该共用结构可以包括一个或更多个轴承(例如，滚柱轴承)，以允许外轴34绕着它本身枢转。这个安装法兰44固定(例如螺栓连接)至侧壁36的外侧并且相对于侧壁中的对应开口46居中。有利地，安装法兰44包括定心(centering)件48，该定心件的横截面形状与侧壁36中的开口46的横截面相匹配。典型地，该定心件48是圆形的并且其外径对应于开口46的直径。

下密封阀24、24′的开启和关闭可以由一对驱动机构50、50′独立地操作，这对驱动机构中的每一个与相应的瓣26、26′相关联。在本实施例中，每个驱动机构50、50′均包括一个线性致动器52、52′，例如，液压千斤顶或螺旋千斤顶，线性致动器的致动杆54、54′借助操作杆56、56′接合至相应的轴32、34。每个操作杆56、56′各自刚性地接合至其相应的轴32、34，从而随着轴一体地转动，而每个操作杆在其相对端处以铰接方式接合至线性致动器52、52′的致动杆54、54′。

线性致动器52、52′中的每一个均支撑在一个相应的支架61、61′中，支架包括一对平行的托架62、62′，托架垂直于轴32、34延伸并且每一个均在它们的上边缘中具有一个垂直插槽63、63′。线性致动器52、52′的枢转安装借助耳轴58、58′实现，耳轴装配在致动器的本体上进而装配到插槽63、63′中。如图2中较好地示出的，托架62、62′通过它们的下部固定至从安装法兰44突出的半管状延伸部64。

尽管未示出，优选地，绕着外轴34且在与支撑件38的交界处布置有填料箱，以用于同轴的轴布置的密封枢转。

可以注意到，典型地，安装法兰44及其定心件48和半管状延伸部64可以与平行的托架62、62′一起制造成一体件，例如，由钢或铸铁铸造。关于这一点，本下密封阀单元10的有利之处在于每对入口阀仅需要一个这种铸造支撑件44。因为仅需要一个铸造支撑件，这降低了制造成本，还节省了这种铸铁件的机加工/抛光，且减少了安装和公差的问题。

在图3和图4中(壳体12未示出)，连接至外枢转轴34的瓣26已经枢转至离开炉料路径的开启位置，而另一个瓣26′处于关闭位置(但未示出)。因此，炉料可以以由相应的物料闸门阀(未示出)限定的速率从相关联的料斗向下流过入口18、轴套30、以及开启阀24进入壳体12，进而经由出口22向下流入布料装置中。

Claims (13)

1.一种下密封阀单元，用于竖炉的加料系统，所述下密封阀单元包括：

壳体，具有一对入口以及至少一个出口；

阀座，与各入口相关联；

瓣，与各阀座相关联并且适于在关闭位置中接合所述阀座以密封地关闭所述入口，每个瓣均由可枢转轴支撑，以允许所述瓣在所述关闭位置与离开相关联阀座的开启位置之间移位；

其特征在于，还包括共用结构，所述共用结构安装至所述壳体的一侧，且包括一对驱动机构，每个驱动机构均连接至一个所述可枢转轴以独立地致动该可枢转轴，所述可枢转轴同轴地穿过所述壳体的侧面并且由所述共用结构支撑。

2.根据权利要求1所述的下密封阀单元，其特征在于，一个所述可枢转轴是中空的，而另一个所述可枢转轴以可自由转动的方式同心地布置在该中空轴内。

3.根据权利要求2所述的下密封阀单元，其特征在于，所述共用结构包括安装法兰，所述安装法兰安装至所述壳体的外侧并相对于所述壳体中的对应开口居中，所述安装法兰可转动地支撑所述中空轴。

4.根据权利要求3所述的下密封阀单元，其特征在于，所述安装法兰包括定心件，所述定心件的横截面形状与所述壳体中的所述开口的横截面相匹配。

5.根据前述权利要求中任一项所述的下密封阀单元，其特征在于，每个瓣均由一个臂支撑，所述臂连接至相应的可枢转轴并且与该可枢转轴可转动地结合在一起。

6.根据前述权利要求中任一项所述的下密封阀单元，其特征在于，所述阀座附设在所述壳体内从每个入口伸出的相应轴套的末端处。

7.根据前述权利要求中任一项所述的下密封阀单元，其特征在于，每个驱动机构均包括一个线性致动器，所述线性致动器经由相应的操作杆接合至相应的轴。

8.根据权利要求2、3和7所述的下密封阀单元，其特征在于，每个线性致动器均由附置于所述安装法兰的相应支架可枢转地支撑。

9.根据权利要求8所述的下密封阀单元，其特征在于，所述支架包括固定至所述安装法兰的延伸部的一对平行托架，且所述托架的顶部边缘中设置有垂直插槽；并且所述线性致动器借助于设在其周界上的耳轴可枢转地支撑在所述插槽中。

10.根据权利要求9所述的下密封阀单元，其特征在于，所述安装法兰、所述延伸部和所述支架被制成一件式。

11.根据权利要求2和3所述的下密封阀单元，其特征在于，在所述安装法兰的区域中围绕所述同轴的轴布置设有填料箱。

12.一种用于竖炉的顶部装料系统，所述顶部装料系统包括：一组两个料斗，每个料斗均具有上密封阀以及位于所述料斗下端处的物料闸门阀；布料装置，在所述料斗下方以将炉料分布到所述竖炉中；以及根据前述权利要求中任一项所述的下密封阀单元，将所述料斗经由所述物料闸门阀连接至所述布料装置。

13.一种竖炉或鼓风炉，包括具有根据权利要求1-11中任一项所述的下密封阀单元的顶部加料系统。

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