CN102459653A - 将炉料分配至竖炉中的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于将炉料分配至竖炉中的装置(10)，包括主壳体(12)、分配斜槽、悬挂转子(18)以及调节转子(26)，悬挂转子和调节转子可围绕基本竖直的轴线旋转。斜槽(32)悬挂于悬挂转子(18)以随其旋转从而沿周向分配炉料，并可通过调节转子(26)调节方向，从而沿径向分配炉料。差速齿轮(86)将悬挂转子(18)与调节转子(26)互相连接，并被构造为将与主旋转驱动装置(60)提供给悬挂转子的转速相同的转速传递给调节转子，除非调节驱动装置(96)通过差速齿轮将差速旋转提供给调节转子。根据本发明，该装置包括：第一外壳(50)，布置在主壳体(12)上，并包围在基本竖直的输出轴(54)与连接轴(56)之间的角传动装置(52)，输出轴(54)从第一外壳(50)伸入主壳体并连接至与悬挂转子(18)上的第一齿圈(64)啮合的齿轮(62)，连接轴(56)相对于输出轴(54)以一定角度(具体是竖直地)从第一外壳(50)伸出；第二外壳(70)，布置在主壳体(12)上并包围在基本竖直的输出轴(74)与连接轴(76)之间的角传动装置(72)，输出轴(74)从第二外壳(70)伸入主壳体，并连接至与调节转子(26)上的第二齿圈(80)啮合的齿轮(78)，连接轴(76)相对于输出轴(74)以一定角度(具体是竖直地)从第二外壳(70)伸出；第三外壳(84)，与第一和第二外壳(50，70)隔开并包围差速齿轮(86)，差速齿轮连接至与第一外壳(50)的连接轴(56)连接的第一轴(88)，并连接至与第二外壳(70)的连接轴(76)连接的第二轴(90)。

Description

将炉料分配至竖炉中的装置
技术领域
本发明总体上涉及一种用于竖炉的加料设备，具体涉及一种用于将炉料分配到炉中的装置。更具体地，本发明涉及装配有用于沿周向和径向分配炉料的斜槽(chute，溜槽，料斗)的类型的装置。
背景技术
从美国专利3,693,812中可获知这种类型的装置。根据US 3,693,812的装置具有悬挂转子(suspension rotor)和斜槽调节转子，它们均支撑在主壳体中以便可围绕基本竖直的旋转轴线旋转。斜槽悬挂在悬挂转子上，从而其随着悬挂转子旋转，以便沿周向分配炉料。此外，在根据US3,693,812的装置中，斜槽被悬挂为可围绕基本水平的轴线可调节地枢转，以便沿径向分配炉料。悬挂转子和调节转子由装配有主旋转驱动装置(即电动机)和调节驱动装置(即电动机)的差速传动单元(differential driveunit)驱动。该差速传动单元允许在悬挂转子与调节转子之间产生差速旋转。在根据US 3,693,812的装置中，提供了一个枢转机构以用于调节斜槽。连接至斜槽并且由调节转子致动的此机构，将悬挂转子与调节转子之间由于差速旋转而产生的角位移的变化转化成斜槽的枢转位置(倾斜角)的变化。
根据US 3,693,812的用于分配炉料的装置装配有用于驱动两个转子的紧凑型驱动单元。此单元装入布置在主壳体上的外壳中，该主壳体支撑转子和斜槽。外壳具有主输入轴、副输入轴、第一输出轴(在下文中称作旋转轴)、以及第二输出轴(在下文中称作调节轴)。主输入轴由主旋转驱动装置驱动。在外壳内，减速机构将主输入轴连接至在主壳体内竖直延伸的旋转轴，在主壳体内，旋转轴设置有与悬挂转子的齿圈啮合的齿轮。调节轴也竖直地延伸至主壳体内，在主壳体内，调节轴也设置有与调节转子的齿圈啮合的齿轮。在驱动单元的外壳内，旋转轴和调节轴通过周转差速机构(epicyclic differential mechanism)(即太阳行星齿轮系)互相连接。该周转差速机构主要包括：水平环轮(annulus，齿圈)，具有与旋转轴上的齿轮啮合的外齿；中心齿轮，连接至副输入轴；至少两个行星齿轮，与环轮的内齿以及与中心齿轮啮合。将此太阳行星齿轮系的尺寸确定为使得：当副输入轴静止时(即当调节驱动装置停止时)，旋转轴和调节轴具有由主旋转驱动装置提供(impart)的相同转速。调节驱动装置是可逆驱动装置，并连接至副输入轴。通过差速机构，调节驱动装置允许以比旋转轴的转速更快和更慢的转速来驱动调节轴，由此在悬挂转子与调节转子之间产生相对旋转，即差速旋转。枢转机构将这种差速旋转转化成斜槽的枢转运动。美国专利3,814,403中也披露了一种类似的紧凑型驱动单元，其主要的差别在于，它的两个输出轴为同轴地布置，其中调节轴同轴地穿过旋转轴，并且这两个轴均通过相同的开口伸入主壳体中。
如将理解的，上述紧凑型驱动单元是用于分配炉料的装置的关键部件。由于其是定做的，所以其代表了装置总成本的很大一部分。此外，为了当驱动单元需要保养或大修时，确保炉的连续工作，通常炉操作者在库存中要保存有完整的替代单元。
技术问题
本发明的第一目的是提供一种用于将炉料分配到竖炉中的装置，该装置维护简单且成本较低。该目的通过根据权利要求1所述的装置实现。
发明内容
以本质上已知的方式，根据本发明的用于分配炉料的装置包括：主壳体和用于分配炉料的分配斜槽。悬挂转子安装在主壳体中，并可围绕基本竖直的旋转轴线旋转，该旋转轴线典型地与炉轴线重合。悬挂转子设置有用于向此转子提供旋转的第一齿圈。调节转子安装在壳体中，并可围绕基本竖直的旋转轴线旋转，该旋转轴线典型地与斜槽悬挂转子的旋转轴线重合。为了能够被驱动，调节转子具有第二齿圈。分配斜槽悬挂在悬挂转子上以随其旋转，从而沿周向分配炉料。此外，为了沿径向分配炉料，斜槽可通过调节转子在相对于悬挂转子的方向上调节，具体是可围绕基本水平的枢转轴线调节。差速机构(特别地为差速齿轮)以允许调节转子相对于悬挂转子差速旋转的方式将两个转子互相连接。主旋转驱动装置(典型地是电动机)连接至悬挂转子，以向其提供旋转。主旋转驱动装置还通过差速装置连接至调节转子，以向调节转子提供旋转。此外，该装置还包括通过差速装置连接至调节转子以将差速旋转(即，调节转子相对于悬挂转子的角位移的变化)提供给调节转子的调节驱动装置(具体是电动机)。此差速装置被构造为将与主旋转驱动装置直接传递给悬挂转子的转速相同的转速提供给调节转子，除非操作调节驱动装置以将差速旋转提供给调节转子。换句话说，差速装置被构造为将由两个驱动装置分别传递的扭矩添加在调节转子上，以允许调节转子根据需要在两个方向上旋转，或保持其相对于悬挂转子的角位置。
根据这里要求的发明，并且为了实现其第一目的，分配装置包括三个布置在主壳体上的不同的外壳。更具体地，所述装置包括：
第一外壳，布置在主壳体上，并包围处于基本竖直的输出轴与连接轴之间的角传动装置，例如一对锥齿轮，上述输出轴从第一外壳伸入主壳体，并被操作性地连接以驱动与悬挂转子的第一齿圈啮合的齿轮，从而向该齿轮提供旋转，上述连接轴相对于输出轴以一定角度(具体是竖直地)从第一外壳伸出；
第二外壳，布置在主壳体上，并包围处于基本竖直的输出轴与连接轴之间的角传动装置，例如一对锥齿轮，上述输出轴从第二外壳伸入主壳体，并被操作性地连接以驱动与调节转子的第二齿圈啮合的齿轮，从而向该齿轮传递旋转，上述连接轴相对于输出轴以一定角度(具体是竖直地)从第二外壳伸出；
分离的第三外壳，与第一外壳和第二外壳隔开，例如处于主壳体上或处于分离的支撑结构上，并包围差速机构，该差速机构连接至第一轴进而连接至第二轴，第一轴从第三外壳伸出且连接至第一外壳的连接轴，第二轴从第三外壳伸出且连接至第二外壳的连接轴。
如将理解的，三个分开的外壳与它们各自的完整(integrated，综合)机构可设计为“标准的”单元，主要由容易获得的机械部件制造。此外，如第一和第二外壳那样，可以使用商业上可获得的用于提供封闭角传动装置的部件来将驱动扭矩分别传递至第一和第二齿圈。由此，能够降低驱动单元的成本。此外，能够轻松地拆除并单独替换每个分离的外壳，从而便于维护。另外，在第三外壳中的差速装置发生故障的情况下，能够轻松地拆除该差速机构以进行维修，并且由直接(非差速)扭矩传动装置(例如，刚性轴的形式)连接的第一外壳和第二外壳的连接轴也是如此。因此，本装置能够在斜槽相对于悬挂转子处于固定位置中时暂时地操作，直到差速装置修好并重新安装为止。
在优选实施例中，调节驱动装置安装至第三外壳，并优选地通过减速齿轮连接至差速装置，有利地，减速齿轮布置在第三外壳内。
主旋转驱动装置可以安装至第三外壳，在第三外壳的内部，主旋转驱动装置优选地通过齿轮系连接至差速装置的第一轴；或者可以安装至第一外壳，在第一外壳的内部，主旋转驱动装置优选地通过齿轮系连接至第一外壳的输出轴。前一种布置方式允许将第一和第二外壳设计成相同的单元，从而进一步降低成本并便于维护，而后一种实施方式便于在第三外壳被拆除以维护或修理差速机构的情况下继续操作。
优选地，第一外壳和第二外壳各自均包括带有密封衬套的基板，它们的输出轴穿过各自的密封衬套而伸出。在此实施例中，对于第一外壳和第二外壳中的每个外壳，主壳体有利地包括用作相应的输出轴上的齿轮的通道的相应开口。此实施例能够实现在替换任一外壳的情况下，手动拆除并重新安装驱动齿轮的需求。
为了增加关于微小的错误布置或不合适的定向的定位灵活性和公差，其中，差速装置的第一轴优选地通过相同动力(homokinetic)万向接头装置连接至第一外壳的连接轴。额外地或替代地，第二轴也可通过相同动力万向接头装置连接至第二外壳的连接轴。优选地，相同动力万向接头装置由具有长度补偿的双万向轴组成，例如，通过可伸长的中间轴实现长度补偿。为了进一步增加轴之间的方向上的公差，万向轴的两个万向接头中的每个都优选地是居中的双万向接头。
在一优选构造中，其将在拆除第三外壳的情况下连续操作的调停时间减到最小，主旋转驱动装置安装在第一外壳上，并且第一外壳和第二外壳布置在主壳体上，以使它们的连接轴对准。在此构造中，可简单地用刚性扭矩传动连杆替换第三外壳。
优选地，差速齿轮是包括环轮、中心齿轮和行星齿轮架的周转太阳行星齿轮，行星齿轮架承载至少两个与环轮和中心齿轮啮合的行星齿轮。然而并不排除其他构造，在优选构造中，中心齿轮固定至差速装置的第一轴，行星齿轮架固定至差速装置的第二轴，且环轮连接至调节驱动装置，并例如由第一轴或第二轴可旋转地支撑。
在典型构造中，分配装置包括将分配斜槽连接至调节转子的枢转装置。这种枢转装置被设计为将调节转子相对于悬挂转子的差速旋转转化成斜槽的倾斜角的变化。
如将理解的，根据本发明的装置被具体设计为用在竖炉加料设备中。因此，主要的工业应用是例如用于生铁生产的冶金高炉中。
附图说明
通过参照附图对下列几个非限制性实施例的详细描述，本发明的其他细节和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的用于将炉料分配至竖炉中的装置的俯视图；
图2是图1的装置的竖直横截面视图，由沿着图1的剖切线A-A剖开的附图的上部和沿着图1的剖切线B-B剖开的下部组成；
图3是示出了示出了图1的装置中使用的差速机构的侧视图，更具体地为行星齿轮；
图4是根据本发明的第二实施例的用于将炉料分配至竖炉中的装置的俯视图；
图5是图4的装置的竖直横截面视图，由沿着图4的剖切线C-C剖开的附图的上部和沿着图4的剖切线D-D剖开的下部组成；
图6是类似于图5的部分竖直横截面视图，示出了差速齿轮的第一替代实施例；
图7是类似于图5的部分竖直横截面视图，示出了差速齿轮的第二替代实施例；
图8是类似于图5的部分竖直横截面视图，示出了差速齿轮的第三替代实施例；
图9是类似于图5的部分竖直横截面视图，示出了差速齿轮的第四替代实施例；
图10是根据本发明的第三实施例的用于将炉料分配至竖炉中的装置的俯视图；
图11是沿着图10的剖切线E-E剖开的图10的装置的上部的竖直横截面视图；
图12是根据本发明的第四实施例的用于将炉料分配至竖炉中的装置的俯视图；
图13是图12的装置的侧视图。
在这些附图中，相同的参考标号表示相同或相似的部件，而在结构不同的实施例中，百位数字增加的参考标号表示功能类似的部件。
具体实施方式
图1至图2示出了用于将散装炉料(“炉料(burden)”)分配至竖炉(具体是分配在高炉的料线上)的装置10的第一实施例。装置10被设计为是加料设备(并未完全示出)的一部分。该装置包括布置在炉喉上的主壳体12，该主壳体包括限定出竖直进料道16的固定进料管口(spout)14。悬挂转子18通过第一大直径环状滚柱轴承20而悬挂在主壳体12内，从而可围绕基本竖直的旋转轴线旋转。悬挂转子18包括大体圆柱形的本体，该圆柱形本体在其下部设置有形成盘状水平保护凸缘24，该盘状水平保护凸缘形成主壳体12的内部与炉的内部之间的屏蔽物。第二转子(在下文中称作调节转子)26围绕悬挂转子18，并通过第二大直径环状滚柱轴承28悬挂在主壳体12内，该环状滚柱轴承被布置成使得调节转子26的旋转轴线与悬挂转子18的旋转轴线基本同轴。
参考标号32表示用于通过进料道16供应的炉料的分配斜槽。斜槽32具有两个侧悬臂34、34’，该斜槽通过这两个侧悬臂悬挂在悬挂转子18上。由调节转子26致动的枢转装置允许调节斜槽32相对于悬挂转子18的方向，更具体地，允许调节斜槽围绕基本水平的轴线的枢转位置或倾斜角。为此目的，枢转装置将分配斜槽32连接至调节转子26，以将调节转子26的差速旋转转化成斜槽32的枢转位置的变化。在示出的装置10中，枢转装置对于斜槽32的每个悬臂34、34’均包括枢转机构36、36’，上述枢转机构在沿直径相对的位置处支承在悬挂转子18上并由其支撑。每个枢转机构36、36’均具有各自的竖直输入轴38、38’，内齿轮系统(未示出)和水平悬挂耳轴44、44’。输入轴38、38’平行于两个转子18、26的旋转轴线，并连接至分别与调节转子26的下齿圈42啮合的相应的齿轮40、40’。每个内齿轮系统(未示出)均将相应的输入轴38、38’的旋转转化成相应的悬挂耳轴44、44’的旋转。如将要指出的，两个枢转机构36、36’相对于斜槽32的中心平面对称，也就是说，由于调节转子26的下齿圈42而产生的输入轴38、38’的旋转导致了两个悬挂耳轴44、44’在相反方向(从正中平面看)上的旋转，以使斜槽32枢转。如图2所示，侧悬臂34、34’安装至耳轴44、44’，从而它们限定了斜槽32的基本水平的枢转轴线。
如将理解的，可使用其他合适的调节机构来调节相对于悬挂转子18的斜槽位置。例如，美国专利No.4,941,792披露了一种带有叉状枢转杆的枢转机构，叉状枢转杆将两个悬挂耳轴连接至调节转子，以及相应的具有与固定至两个斜槽耳轴中的任意一个的扇形齿轮(toothed sector)相配合的环状扇形齿轮(toothed segment)。另一方面，美国专利No.5,002,806提出通过具有球形接头的连接杆将调节转子连接至其中一个斜槽耳轴上的曲轴。尽管上述调节机构被设计为将调节转子相对于悬挂转子的差速旋转转化成斜槽倾斜角的变化，但不排除其他调节方式的可能性。例如，在另一替代实施例中，斜槽不是可枢转的斜槽，而是一种具有上部和下部的两件式斜槽，上部由悬挂转子形成并随悬挂转子一起一致地围绕炉中心轴线旋转，下部围绕从上述中心轴线横向偏离的第二竖直旋转轴线旋转。日本专利申请No.JP 63096205或No.JP 02022409或者苏联发明人证书SU1669988中披露了这种分配装置以及相应的用于驱动两部分式斜槽的下部的调节机构的一些实例。
在图1至图2中，参考标号50表示布置在主壳体12上的第一外壳。第一外壳50中包围锥齿轮型的角传动装置52。角传动装置52将基本竖直的输出轴54与基本水平的连接轴56相连接，上述输出轴54从外壳50向下延伸至主壳体12中，上述连接轴56相对于输出轴54成直角从第一外壳50伸出。在图2的实施例中，输出轴54的上端通过齿轮系58(例如减速齿轮)连接至主旋转驱动装置60(优选地是电动机，但是不排除诸如液压或气压驱动装置的其他驱动装置)。输出轴54的下端设置有与悬挂转子18上的第一齿圈64啮合的齿轮62。因此，输出轴54用作将扭矩从主旋转驱动装置60传递至悬挂转子18的旋转驱动轴。如将要指出的，输出轴54穿过外壳50的下底板中的密封衬套(例如，填料函，stuffing box)，以便将外壳50的内部与主壳体12的内部隔离。此外，利用合适的密封件将外壳50的底板可拆卸地安装在主壳体12上，以便密封主壳体12的顶板中的开口66。开口66的尺寸确定为允许齿轮62通过。
在图1至图2中，参考标号70表示布置在主壳体12上的第二外壳。此外壳70中也包围具有锥齿轮对的角传动装置72。角传动装置72将基本竖直的输出轴74连接至基本水平的连接轴76。输出轴74的下端支承与固定至调节转子26的上部区域的第二齿圈80啮合的齿轮78，与第二齿圈啮合的该齿轮位于下齿圈42之上。输出轴74穿过外壳70的下底板中的密封衬套伸入主壳体12中，而连接轴76通过适当的轴承从外壳70水平地伸出。如将要指出的，也用合适的密封件将外壳70的底板可拆除地安装在主壳体12上，以便密封主壳体12的顶板中的开口82。开口82的尺寸也确定为允许齿轮78通过。
第三外壳84在第一外壳50与第二外壳70之间、间隔开地设置在主壳体12上。第三外壳84中包围差速机构，具体是周转太阳行星齿轮86。三个轴均连接至太阳行星齿轮机构86，并从第三外壳84显现出(emerge，伸出)。这些轴是：(i)通过联轴器89连接至第一外壳50的连接轴56的基本水平的第一轴88；(ii)通过联轴器91连接至第二外壳70的连接轴76的基本水平的第二轴90；以及(iii)通过减速齿轮94连接至调节驱动装置96(具体是电动机)的驱动轴92。适当的联轴器89、91是扭转刚性补偿联轴器，优选地为挠性联轴器，例如十字滑块联轴器(oldham coupling)或正配合爪式联轴器，但是也可使用任何扭矩传递联轴器、以及通常的未对准和定位错误公差补偿联轴器。提供顺应联轴器89、81中的任一个的另外的优先选择是挠性盘联轴器或正配合齿轮联轴器，特别是这样类型的齿轮联轴器：其具有与带内部齿的衬套接合的弯曲外部齿。更优选地，每个顺应联轴器89、91包括顺序的两个后面的挠性盘或齿轮联轴器，以便模仿双万向接头轴。
图3中的放大侧视图中示出了图1至图2的实施例的太阳行星齿轮机构86。该太阳行星齿轮机构包括设置有圆锥形外锥齿轮102和圆柱形周转内齿轮104的环轮100。圆锥形锥齿轮106固定至驱动轴92，并与环轮100的锥齿轮102啮合，以将驱动扭矩从调节驱动装置96传递至环轮100。中心齿轮108固定至第一轴88并由该第一轴支撑，以同轴地支撑在环轮100内。因此，中心齿轮108连接至第一外壳50的连接轴56。两个周转行星齿轮110’和110”与环轮100的内齿轮104啮合，并同时与中心齿轮108的圆柱形周转外齿轮啮合。行星齿轮110’和110”可旋转地支撑在行星齿轮架112上，而行星齿轮架112随之固定至与第二外壳70的连接轴76连接的第二轴90，并由该第二轴支撑。如图2所示，环轮100可旋转地由第二轴90支撑。
差速太阳行星齿轮机构86的尺寸确定为使得只要连接至差速装置86的第三轴(即驱动轴)92不旋转，即当该第三轴停止(N3＝0)时，经由角传动装置52由主旋转驱动装置60提供的第一轴88的转速N1等于第二轴90的转速N2。换句话说，差速装置86被构造为向调节转子26传递与由主旋转驱动装置60提供给悬挂转子18的转速相同的转速，除非调节驱动装置96提供扭矩给驱动轴92并由此向调节转子26提供相对于悬挂转子18的差速旋转。因此，当操作调节驱动装置96以使驱动轴92在第一方向上以转速N3(≠0)旋转时，第二轴90的转速N2将相当于第一轴88的转速N1与乘以适当的齿轮比的驱动轴92的转速N3的和，该齿轮比取决于差速太阳行星齿轮机构86的设计。另一方面，当调节驱动装置96使驱动轴92在相反的方向上以转速N3(≠0)旋转时，第二轴90的转速N2将相当于第一轴88的转速N1减去(减法)乘以适当的齿轮比的驱动轴92的转速N3。由此，通过使调节驱动装置96按照期望的方式操作，差速太阳行星齿轮机构86允许增加、减小或消除悬挂转子18与调节转子26之间的角位移。因此，差速装置86以允许悬挂转子18相对于调节转子26差速旋转的方式将二者相互连接。另一方面，在不操作调节驱动装置96的前提下，即当调节转子停止时，差速装置86允许两个转子18、26保持相同的转速。然后，在图1至图2中的情况下，上述任何适当的调节机构将悬挂转子18与调节转子26之间的角位移变化转化成斜槽32的位置的相应变化，具体是斜槽的枢转位置/倾斜角的变化。如将理解的，调节驱动装置96的转速决定了斜槽32的调节(即，枢转)速度。当斜槽32保持在适当的位置时(相对于悬挂转子18)，其足以停止调节驱动装置96。能够以电气方式实现调节驱动装置的暂停。在调节驱动装置96停止(静止)之后，后者可通过例如减速齿轮94的自阻断(self-blocking)构造而机械地停止旋转。在上述功能性描述中，假设第一齿圈64与齿轮62之间的齿轮比同第二齿圈80与齿轮78之间的齿轮比相同。如果第二齿圈与齿轮之间的齿轮比不同，那么差速太阳行星齿轮机构86的内部齿轮比相应地被调整，以便通过主旋转驱动装置60的单独作用来实现转子18、26的同步旋转，并通过辅助调节驱动装置96的作用来允许它们之间的差速旋转。
返回图2，参考标号120表示第一回转式编码器，其测量第一外壳50的输出轴54的旋转，通过应用齿轮62与第一齿圈64之间的齿轮比，该测量等同于测量悬挂转子18的旋转。第二回转式编码器122测量驱动轴92的旋转，通过针对锥齿轮106、102，行星齿轮86，以及齿轮78和第二齿圈80应用适当的齿轮比，该测量等同于测量调节转子26的旋转。使用由编码器120、122得到的测量结果和齿轮比的知识，能够在任意时刻精确地确定斜槽32的实际(枢转)位置。
如将理解的，三个外壳50、70、84与它们各自的综合传动机构形成了可以标准化的并可利用商业上可获得的标准机械部件制造的单元。由此，能够显著降低分配装置10的构造成本。此外，每个外壳50、70、84可单独地拆除、替换和维护。这明显地方便了维护及修理操作。特别地，在需要维护或替换任一输出轴54、57的水平高度上的密封衬套的情况下，可以分别替换相对便宜的第一外壳和第二外壳，而不需要拆除差速机构86。此外，在分离地包围在第三外壳84中的差速装置86发生故障的情况下，由于图1至图3的实施例中的第一外壳50和第二外壳70的连接轴56、76的对准，可以不需要中断分配斜槽32的操作便能拆除第三外壳。这种对准允许暂时安装刚性连杆，以连接补偿联轴器89、91。由于主旋转驱动装置60仍能在第一外壳50上操作，所以此措施使得斜槽32能够在处于固定枢转位置的情况下继续操作，直到在修理或维护之后将差速装置86再次重新安装为止。
现在转向图4至图5，在下文中将描述分配装置的第二实施例210。图5的下部中与那些在图2中描述过的本质上相同的特征，用相同的参考标号表示，并将不再进行描述。
图4至图5的加料装置210包括与第一外壳250和第二外壳270隔开的第三外壳284。第三外壳284布置在主壳体12上，大致在壳体250、270之间的正中平面上，并从炉子中心轴线(即转子18、26的旋转轴线)横向地偏移。因此，与前面的实施例相反，在图4至图5的加料装置210中，连接至第三外壳284中的差速装置286的第一和第二轴288、290不与第一外壳250和第二外壳270的连接轴256、276对准。
为了跨越(bridge)此偏移量，第一轴288和第二轴290分别各自通过图4至图5中所示的适当的相同动力万向接头装置而连接至连接轴256、276。每个相同动力万向接头装置都包括带有第一万向接头293、293’和第二万向接头295、295’的双万向轴285、287，第一万向接头和第二万向接头通过中间轴297、297’(也称作通用接头(Universal joint)、U型接头(U-joint)、虎克接头)互相连接。在每个双万向轴中，第一万向接头293、293’相对于第二万向接头295、295’而调整相位，以消除单个万向接头固有的角速度变化。也就是说，第二万向接头295、295’消除了由第一万向接头293、293’引起的速度传动误差。如将理解的，双万向轴285、287将形成相同动力联轴节，以确保斜槽32在周向方向上的均匀材料分配。每个中间轴297、297’都被构造为可伸缩的长度可延长的轴，以提供长度补偿，并从而进一步增加外壳250、270、284的定位灵活性和定向公差。为了分别避免中间轴297和与其连接的轴288、256之间、以及轴297’和与其连接的轴290、276之间的不适当的角定向的危险，每个万向接头293、293’；295、295’均优选地被构造为居中的双万向接头，这种居中的万向接头由两个背对背安装的虎克接头组成，从而每个万向接头293、293’；295、295’本身均充当相同动力恒速(CV，constant-velocity)接头。替代地，诸如球笼式接头(Rzeppa-joints)或凸轮式接头(Tracta joints)的实际的恒速(CV)接头(也称作相同动力接头)，可用来替代每个万向接头293、293’；295、295’。
图5中所示的第二实施例的差速装置286具有与图2的差速机构基本相同的构造。也就是说，其包括连接至调节驱动装置296的环轮200(然而，在图5中该环轮可旋转地支撑于第一轴288上)、固定至第一轴288的中心齿轮208、以及固定至第二轴290的行星齿轮架212。行星齿轮210、210’布置在轮架212上，以围绕中心齿轮208旋转，并与环轮200的内齿轮和中心齿轮208的外齿轮接合。在图4至图5的实施例中，调节驱动装置296通过螺纹型(worm-type)减速齿轮294被连接以驱动环轮200，该减速齿轮优选地为自阻断的并布置在第三外壳284内。减速齿轮294连接至与环轮200的外齿轮连接(out gearing)接合的齿轮。类似地，将主旋转驱动装置260连接至差速装置286的第一轴288的齿轮系258被整合至外壳284中。齿轮系258包括一圆柱形齿轮对，其中，第一大直径齿轮固定在第一轴288上，而第二小直径齿轮固定在主旋转驱动装置260的驱动轴上。因此，在图4至图5的实施例中，与调节驱动装置296一样，主旋转驱动装置260也安装至第三外壳284，由此便于替换第一外壳250，并且降低其单位成本。此外，当与图1至图2的实施例相比较时，此布置方式允许将第一外壳250和第二外壳270设计成相同的标准化单元。
如图5进一步看出的，第一外壳250、和第二外壳270均包括各自的锥齿轮对223、223’形式的角传动装置，以将扭矩从各自的基本水平的连接轴256、276传递至各自的基本竖直的输出轴254、274。如将理解的，在图4至图5的实施例中，第一外壳250和第二外壳270均包括各自的带有密封衬套的基板，相应的输出轴254、274穿过上述密封衬套而伸出。因此，对于这些外壳250、270中的每个来说，主壳体12还包括尺寸确定为允许相应的输出齿轮62、78通过的相应的开口。因此，能够快速地拆除外壳250、270，以及快速地将其重新安装在主壳体的顶板上，而不需要手动拆除或重新安装输出齿轮62、78。
尽管图2和图5示出了第三外壳84、284中的行星差速装置86、286的优选构造，如图6至图9中示意性示出的替代构造同样在本发明的范围内。这些实施例与图5的实施例的不同之处仅在于：各自的差速装置的构造不同以及这些差速装置与驱动装置260、294的连接方式不同。因此，将不再重复描述图6至图9的其他特征。
图6示出了一个替代的差速装置386，其中，中心齿轮308固定至机构386的第二轴290，而行星齿轮架312固定至第一轴288。然后，环轮300随之连接至调节驱动装置296(见图4)，并可旋转地由第二轴290支撑(然而支撑在第一轴288上也是同样可能的)。环轮300包括一个附加的外蜗轮，该外蜗轮与调节驱动装置296的驱动轴292上的蜗杆接合以形成减速齿轮394。在图6的变型中，用于主旋转驱动装置260的齿轮系358也是蜗轮类型，其具有固定至第一轴288的蜗轮和连接至主旋转驱动装置260的驱动轴的蜗杆。
在图7的实施例中，差速驱动机构486也是周转太阳行星齿轮，但是具有其他构造。这里，中心齿轮408连接至调节驱动装置296，并可旋转地由第二轴290支撑。行星齿轮架412固定至第二轴290，并且无外齿轮连接的环轮400固定至第一轴。因此，如图7所示，中心齿轮408具有用于第二轴290的中心通道。除了将蜗轮设置在专门设计的中心齿轮408上以外，用于调节驱动装置296的减速齿轮494类似于图6的减速齿轮。用于主旋转驱动装置260的齿轮系458与图5的实施例中使用的齿轮系相同。
在图8的实施例中，周转太阳行星齿轮586的另一变型具有：固定至第二轴290的中心齿轮50、连接至调节驱动装置296并可旋转地由第二轴290支撑的行星齿轮架512、以及固定至第一轴288的所述环轮500。除了将蜗轮设置在行星齿轮架512上以外，用于调节驱动装置296的减速齿轮594类似于图5至图6的减速齿轮。用于主旋转驱动装置260的齿轮系558与图5和图7的齿轮系相同。在图9的实施例中，周转太阳行星齿轮686与图8的周转太阳行星齿轮基本相同。然而，在此实施例中，环轮600设置有外齿轮连接，以便与连接至驱动装置260的驱动轴的齿轮共同形成用于主旋转驱动装置260的齿轮系658。
与所选择的构造无关，差速装置(优选地是周转行星齿轮)将悬挂转子与调节转子互相连接，并允许它们之间的差速旋转。更具体地，差速装置被构造为将与主旋转驱动装置260提供给悬挂转子18的转速相同的转速传递至调节转子26，除非调节驱动装置296将差速旋转提供至调节转子26，以调节斜槽，例如使斜槽枢转。
尽管在图4至图9中未示出，但是将理解的是，第一外壳250优选地设置有辅助联轴器，以便当必须拆除第三外壳284以对其进行修理和维护时，将主旋转驱动装置260连接至其输出轴254。因此，通过在连接轴256、276之间连接一个刚性连杆(例如，轴)，装置210也可以在斜槽32处于固定调节位置的情况下暂时地继续工作。
最后，还需要指出的是，根据图1至图3的带有大体偏移的第三外壳的第一外壳和第二外壳设计与一个或两个相同动力万向接头装置(其将一个或两个连接轴连接至差速机构)的组合也在本发明的范围内。这种组合允许不需要差速装置(即，具有固定的斜槽调节装置)的情况下的暂时操作，而与此同时在定位三个外壳的过程中提供额外的自由度(freedom，游隙)和公差。
在随后对本发明的第三和第四实施例的描述中，将仅详细说明与图1至图3以及图4至图5的第一和第二实施例的主要不同之处。
相对于图1至图3以及图4至图5，图10至图11的实施例大体相当于采用如图4至图5所示的单个相同动力万向接头装置(例如，在第一外壳250与第三外壳284之间)和如图2所示的更简单的挠性补偿联轴器(例如，在第二外壳270与第三外壳284之间)的组合。图10至图11示意性地示出了根据这种第三实施例的分配装置310。
在图10至图11的分配装置310中，第一外壳350的连接轴356连接至差速装置786的第一轴388，该差速机构通过双万向轴385布置在分离的第三外壳384中，双万向轴被构造为如上所述的形式。然而，第二外壳370的连接轴376通过更简单的补偿联轴器399(例如，爪式联轴器、十字滑块联轴器、挠性盘联轴器或齿轮联轴器)连接至差速装置786的第二轴390，以补偿轴376与轴390之间的微小的径向、轴向和/或角度的不匹配。因此，第二外壳370上的连接轴376与差速装置786的第二轴390基本上是同轴的，但是不必须精确地同轴。例如，通过第三外壳384和第二外壳370中的连接轴376的轴承的适当定向，可实现这种对准。与图2的实施例相似，图10至图11的实施例中的主旋转驱动装置360支撑于第一外壳350上。因此，第一外壳350中包围齿轮系358，该齿轮系通过角传动装置352将主驱动装置360连接至输出轴354。为了在拆除第三外壳370的情况下(例如，为了维修差速装置786)能够暂时继续操作(斜槽32处于固定的倾斜角)，连接轴356、376能够通过更长的辅助双万向轴(未示出)而直接地互相连接。然后，第二外壳370仅包围将连接轴376连接至输出轴374的角传动装置372。图10至图11中所示的差速装置786与图5中描述的差速机构基本相同(除了环轮由第二轴390支撑以外)。图10至图11的实施例具有这样的优点：与图4至图5相比，在不使用两个双万向轴装置的情况下，能够增加定位灵活性和关于微小错误布置或不合适定向的公差。
图12至图13示出了加料装置的第四实施例410。如图12至图13所示，本实施例的第三外壳484布置在与主壳体12横向地隔开一段距离处，并支撑于分离的支撑结构483上，即，第三外壳484独立于主壳体12(例如)由高炉炉头支撑或由高炉的钢支撑结构支撑。第一外壳450和第二外壳470的连接轴456、476各自通过相应的双万向轴485、487分别连接至第三外壳484的第一轴488和第二轴490。第一外壳450和第二外壳470具有紧凑的且模块化的可互换的结构，因为它们仅包围各自的角传动装置(未示出)。如图12的局部截面图所示，包含在第三外壳484中的差速装置886和齿轮部件的构造基本上相当于图7的差速机构和齿轮部件的构造。调节驱动装置496驱动中心齿轮808，主旋转驱动装置460通过驱动第一轴488的齿轮系458驱动环轮800，而行星齿轮架812或者差速地驱动第二轴490以调节斜槽32，或者同步地驱动该第二轴490以将斜槽32保持在适当的位置中。驱动装置460、496均由第三外壳484支撑。如将理解的，图12至图13的实施例节省了主壳体12正上方的结构空间，并进一步便于为了维修目的而到达分离的第三外壳484。因此，如将理解的，图1至图3、图4至图5、或图10至图11的实施例的变型也在本发明的范围内，在这些变型中，第三外壳独立于主壳体12而隔开地布置在的分离的支撑物上。
附图标记
图1至图3
10        分配装置              66     (12中的、50处的)开口
12        主壳体                70     第二外壳
14        进料管口              72     (70处的)角传动装置
16        进料道                74     (70处的)输出轴
18        悬挂转子              76     (70处的)连接轴
20        滚柱轴承              78     (74的)齿轮
24        保护凸缘              80     (26上的)第二齿圈
26        调节转子              82     (12中的、70处的)开口
28        滚柱轴承              84     第三外壳
32        分配斜槽              86     差速齿轮
34，34’  悬臂                  88     第一轴
36，36’  枢转机构              89，91 联轴器
38，38’  (36，36’的)输入轴    90     第二轴
44，44’  悬挂耳轴              92     驱动轴/第三轴
40，40’  (38，38’的)齿轮      94     (84处的)减速齿轮
42        下齿圈                96     调节驱动装置
50        第一外壳              100    (86的)环轮
52        (50处的)角传动装置    102    (100的)外锥齿轮
54        (50处的)输出轴        104    (100的)内齿轮
56           (50处的)连接轴           106          (92上的)锥齿轮
58           (50处的)齿轮系           108          (86的中心齿轮)
60           (50处的)主旋转驱动装置   110′，110″ (86的)行星齿轮
62           (54的)齿轮               112          (86的)行星齿轮架
64           (18上的)第一齿圈         120，122     回转式编码器
图4至图5
210          分配装置                 285，287     万向轴
250          第一外壳                 293，293’   第一万向接头
270          第二外壳                 295，295′   第二万向接头
284          第三外壳                 297，297′   中间轴
286          差速齿轮                 200          (286的)环轮
288          (286的)第一轴            208          (286的)中心齿轮
290          (286的)第二轴            210′，210″ (286的)行星齿轮
256          (250的)连接轴            212          (286的)行星齿轮架
276          (270的)连接轴            294          (用于296的)减速齿轮
图6
300          (386的)环轮              312          (386的)行星齿轮架
308          (386的)中心齿轮          394          (用于296的)减速齿轮
310′，310″ (386的)行星齿轮          358          (用于260的)齿轮系
图7
400          (486的)环轮              412          (486的)行星齿轮架
408          (486的)中心齿轮      494    (用于296的)减速齿轮
410′，410″ (486的)行星齿轮      458    (用于260的)齿轮系
图8
500          (586的)环轮          512    (586的)行星齿轮架
508          (586的)中心齿轮      594    (用于296的)减速齿轮
510′，510″ (586的)行星齿轮      558    (用于260的)齿轮系
图9
600          (686的)环轮          612    (686的)行星齿轮架
608          (686的)中心齿轮      694    (用于296的)减速齿轮
610’，610” (686的)行星齿轮      668    (用于260的)齿轮系
图10至图11
310          分配装置             388    (786的)第一轴
350          第一外壳             390    (786的)第二轴
352          (350处的)角传动装置  356    (350的)连接轴
354          (350处的)输出轴      376    (370的)连接轴
358          (用于360的)齿轮系    385    万向轴
360          主旋转驱动装置       396    调节驱动装置
370          第二外壳             399    补偿联轴器
372          (370处的)角传动装置  794    减速齿轮
374          (370处的)输出轴      786    差速机构
384          第三外壳
图12至图13
410    分配装置             488        (786的)第一轴
450    第一外壳             490        (786的)第二轴
456    (450的)连接轴        485，487   万向轴
458    (用于460的)齿轮系    496        调节驱动装置
460    主旋转驱动装置       886        差速齿轮
470    第二外壳             800        (886的)环轮
476    (470的)连接轴        808        (886的)中心齿轮
483    支撑结构             812        (886的)行星齿轮架。
484    第三外壳

Claims (19)

1.一种用于将炉料分配至竖炉中的装置，具体是分配至高炉中的装置，所述装置包括：
主壳体；
用于分配炉料的分配斜槽；
悬挂转子，安装在所述主壳体中以便能够围绕基本竖直的旋转轴线旋转，所述悬挂转子设置有第一齿圈；
调节转子，安装在所述主壳体中以便能够围绕基本竖直的旋转轴线旋转，所述调节转子设置有第二齿圈；
所述分配斜槽悬挂于所述悬挂转子以便随所述悬挂转子旋转，从而沿周向分配炉料，并且所述分配斜槽能够通过所述调节转子相对于所述悬挂转子在方向上进行调节，从而沿径向分配炉料；
差速齿轮，将所述悬挂转子与所述调节转子互相连接，以便允许所述调节转子相对于所述悬挂转子的差速旋转；
主旋转驱动装置，具体是电动机，连接至所述悬挂转子以便向所述悬挂转子提供旋转，并且所述主旋转驱动装置通过所述差速齿轮连接至所述调节转子以便向所述调节转子提供旋转；
调节驱动装置，具体是电动机，通过所述差速齿轮连接至所述调节转子，以便向所述调节转子提供相对于所述悬挂转子的差速旋转；
所述差速齿轮被构造为将与所述主旋转驱动装置提供给所述悬挂转子的转速相同的转速传递给所述调节转子，除非所述调节驱动装置通过所述差速齿轮向所述调节转子提供相对于所述悬挂转子的差速旋转；
其特征在于，
第一外壳，布置在所述主壳体上，并包围在基本竖直的输出轴与连接轴之间的角传动装置，所述输出轴从所述第一外壳伸入所述主壳体，并连接至与所述悬挂转子的所述第一齿圈啮合的齿轮，所述连接轴相对于所述输出轴以一定角度从所述第一外壳伸出，具体是相对于所述输出轴竖直地从所述第一外壳伸出；
第二外壳，布置在所述主壳体上，并包围在基本竖直的输出轴与连接轴之间的角传动装置，所述输出轴从所述第二外壳伸入所述主壳体，并连接至与所述调节转子的所述第二齿圈啮合的齿轮，所述连接轴相对于所述输出轴以一定角度从所述第二外壳伸出，具体是相对于所述输出轴竖直地从所述第二外壳伸出；
第三外壳，与所述第一外壳和所述第二外壳隔开并包围所述差速齿轮，所述差速齿轮连接至从所述第三外壳伸出且与所述第一外壳的所述连接轴连接的第一轴，并连接至从所述第三外壳伸出且与所述第二外壳的所述连接轴连接的第二轴。
2.根据权利要求1所述的用于分配炉料的装置，其中，所述调节驱动装置安装至所述第三外壳，并优选地通过减速齿轮连接至所述差速齿轮。
3.根据权利要求2所述的用于分配炉料的装置，其中，所述主旋转驱动装置：
安装至所述第三外壳，并优选地通过所述第三外壳中的齿轮系连接至所述差速齿轮的第一轴；或者
安装至所述第一外壳，并优选地通过所述第一外壳中的齿轮系连接至所述第一外壳的所述输出轴。
4.根据权利要求1至3的其中一项所述的用于分配炉料的装置，其中，所述第一外壳和所述第二外壳各自均包括带有密封衬套的基板，所述基本竖直的输出轴穿过所述密封衬套而伸出；并且其中，对于所述第一外壳和所述第二外壳中的每一个，所述主壳体均包括用于各自的输出轴上的齿轮通过的相应开口。
5.根据权利要求1至4的其中一项所述的用于分配炉料的装置，其中，所述差速齿轮的所述第一轴通过相同动力万向接头装置连接至所述第一外壳的连接轴，和/或所述差速齿轮的所述第二轴通过相同动力万向接头装置连接至所述第二外壳的连接轴。
6.根据权利要求5所述的用于分配炉料的装置，其中，所述差速齿轮的所述第一轴通过包括两个万向接头的双万向轴而连接至所述第一外壳的连接轴，优选地通过具有长度补偿的双万向轴而连接，和/或所述差速齿轮的所述第二轴通过包括两个万向接头的双万向轴而连接至所述第二外壳的连接轴，优选地通过具有长度补偿的双万向轴而连接。
7.根据权利要求6所述的用于分配炉料的装置，其中，所述两个万向接头中的每一个都是双万向接头，优选地是居中的双万向接头。
8.根据权利要求6或7所述的用于分配炉料的装置，其中，每个双万向轴均包括将自身的两个万向接头互相连接的能延长的中间轴。
9.根据权利要求1至8的其中一项所述的用于分配炉料的装置，其中，所述主旋转驱动装置安装在所述第一外壳上，并且其中所述第一外壳和第二外壳布置在所述主壳体上，以使所述第一外壳和第二外壳的连接轴基本对准。
10.根据权利要求9所述的用于分配炉料的装置，其中，所述差速齿轮的所述第一轴通过补偿联轴器连接至所述第一外壳的所述连接轴，和/或所述差速齿轮的所述第二轴通过补偿联轴器连接至所述第二外壳的所述连接轴。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的用于分配炉料的装置，其中，所述差速齿轮是包括环轮、中心齿轮和行星齿轮架的周转太阳行星齿轮，所述行星齿轮架承载与所述环轮和所述中心齿轮啮合的至少两个行星齿轮。
12.根据权利要求11所述的用于分配炉料的装置，其中，
所述中心齿轮固定至所述差速齿轮的所述第一轴，
所述行星齿轮架固定至所述差速齿轮的所述第二轴，并且
所述环轮连接至所述调节驱动装置。
13.根据权利要求11所述的用于分配炉料的装置，其中，
所述中心齿轮固定至所述差速齿轮的所述第二轴，
所述行星齿轮架固定至所述差速齿轮的所述第一轴，并且
所述环轮连接至所述调节驱动装置。
14.根据权利要求11所述的用于分配炉料的装置，其中，
所述中心齿轮连接至所述调节驱动装置，
所述行星齿轮架固定至所述差速齿轮的所述第二轴，并且
所述环轮固定至所述差速齿轮的所述第一轴。
15.根据权利要求11所述的用于分配炉料的装置，其中，
所述中心齿轮固定至所述差速齿轮的所述第二轴，
所述行星齿轮架连接至所述调节驱动装置，并且
所述环轮固定至所述差速齿轮的所述第一轴。
16.根据前述权利要求中任一项所述的用于分配炉料的装置，进一步包括将所述分配斜槽连接至所述调节转子的枢转装置，所述枢转装置被设计为将所述调节转子相对于所述悬挂转子的差速旋转转化成所述斜槽围绕基本水平的枢转轴线的枢转位置的变化，以便调节所述斜槽的倾斜角。
17.根据前述权利要求中任一项所述的用于分配炉料的装置，其中，每个所述角传动装置均包括将所述竖直输出轴连接至所述连接轴的锥齿轮对，所述连接轴从所述外壳水平地伸出。
18.包括根据前述权利要求中任一项所述的用于分配炉料的装置的竖炉加料设备。
19.包括根据权利要求18所述的加料设备的竖炉。
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