CN102762747B - 用于装料系统的防护遮蔽 - Google Patents

Abstract

公开了一种遮蔽设备，以及一种用于将充装材料分布到炉或反应器的外壳中的设备。用于将材料引导至外壳中的装料滑槽能够在整个分布轨迹上相对于外壳运动，并且容置部限定孔口，孔口容纳滑槽，滑槽和容置部限定至少一个相对于外壳的逸出通路。滑槽遮蔽装置包括多个遮蔽元件，该多个遮蔽元件设置为阻塞逸出通路，使得在滑槽的轨迹中的任何指定点处，所述元件中的至少一个跨越逸出通路的一部分。

Description

用于装料系统的防护遮蔽

技术领域

本发明涉及一种用于将充装材料分布到外壳中的设备，特别地涉及一种用于炉的装料系统的遮蔽设备。

背景技术

已知用于对反应外壳例如高炉进行装料的系统。已知的是，当为这种外壳装料时，期望均匀地或根据选择的模式分布充装材料。为此，已知将材料经由活动喷嘴引导至高炉中的装料装置。图1示出了这种之前考虑的系统，活动喷嘴安装在万向悬挂系统上。活动喷嘴允许材料在外壳内部的均匀分布，该外壳例如为高炉或类似的反应器。

需要这种装料系统在极度严酷的环境中工作，例如，在具有高浓度的极度腐蚀性的粉尘、恒定的高温、和/或规则的极端温度偏离的环境中工作。这种装料系统的性质要求该系统的活动部件必须暴露在这些条件中。在较高的操作温度以及规则的迅速温度增加的情况下，金属结构的变形是非常麻烦的。

以不同于上文的万向-顶部系统的方式操作的其他的之前考虑的分布方法依赖于试图使暴露的机械设备最小化的传统的耐熔类型的覆盖，以及油冲洗系统。然而，这些对于预防热或粉尘的逸出可能是无效率的。而且，由于这些方法以不同于万向-顶部系统的方式工作，因而它们不能提供简单、紧凑和容易控制的分布系统的优点，所述分布系统提供材料在外壳中的均匀分布。

发明内容

本发明的目标是解决这些问题并提供对于已知的设备和方法的改进。

本发明的多个方面和实施方式记载于随附的权利要求中。

概括来说，本发明的第一方面的一个实施方式能够提供一种用于将充装材料分布到炉或反应器的外壳之中的设备，包括：装料滑槽，用于将材料引导至外壳中，所述滑槽能够在整个分布轨迹上相对于外壳运动；容置部，该容置部限定孔口，该孔口容纳滑槽，并且滑槽和容置部限定至少一个相对于外壳的逸出通路；以及滑槽遮蔽装置，其中，滑槽遮蔽装置包括多个遮蔽元件，该多个遮蔽元件设置为阻塞逸出通路，使得在滑槽的轨迹中的任何指定点处，所述元件中的至少一个跨越逸出通路的一部分。

这样的设备能够提供对抗热量和/或粉尘从炉或反应器逸出的防护，同时允许滑槽在整个分布路径或轨迹上起作用。因而，不管要求的环境如何，该系统都能够保持均匀分布装料系统的可靠功能。

优选地，该滑槽能够相对于外壳在至少两个维度中运动。更优选地，该滑槽能够相对于外壳在三个维度中运动。

合适地，遮蔽元件包括遮蔽叶片。优选地，叶片安装在装料滑槽上。

在实施方式中，所述元件构造为使得：在滑槽运动时，元件的外边缘描绘体积轮廓，并且所述元件构造为使得所述体积抵接容置部中的孔口的内边缘。

这允许在操作期间保持遮蔽件部件之间的最小环形间隙。用于遮蔽装置的元件的该构造提供了如下优点：元件的变形对遮蔽件的操作具有最小影响。

合适地，元件构造为使得遮蔽体积为球状体。

优选地，元件为挠性的。这允许元件的变形而不阻碍滑槽的运动。

合适地，多个遮蔽元件的单个叶片包括环绕滑槽的环形的环。在一个实施方式中，叶片和与滑槽的轴线相垂直的平面对准。

优选地，遮蔽元件构造为使介于以下两者之间的距离最小化：遮蔽元件的介于遮蔽元件的外边缘之间的穿过滑槽的直径、以及孔口的直径。

在一个实施方式中，该设备包括屏障装置，用于防止在遮蔽装置的元件之间的逸出，例如设置在元件之间的陶瓷棉填料。

在另一个实施方式中，该设备还包括用于在元件和容置部之间与相对于外壳的逸出相对地供应流体冷却剂的装置。这提供了冷却、除尘，以及保持冷却气体在容置部中的正压力。

本发明的第二方面的一个实施方式能够提供一种用于炉或反应器的外壳装料系统的遮蔽设备，该系统包括装料滑槽，用于将材料引导至外壳之中，所述滑槽能够在整个分布轨迹上相对于外壳运动；以及容置部，该容置部限定孔口，孔口容纳滑槽，并且滑槽和外壳限定至少一个相对于外壳的逸出通路，遮蔽设备包括多个遮蔽元件，所述元件构造为阻塞装料系统的逸出通路，使得在滑槽的轨迹中的任何指定点处，所述元件中的至少一个跨越逸出通路的一部分。

上述方面和实施方式可以结合以提供本发明的另外的方面和实施方式。

附图说明

现在将参照附图通过示例的方式对本发明进行描述，附图中：

图1为图示之前考虑的活动滑槽系统的示图；

图2至5为图示根据本发明的实施方式的活动滑槽和遮蔽件的示图。

具体实施方式

图2示出了穿过用于将充装材料例如煤分布到炉或反应器的外壳之中的设备的截面。充装材料可为任意这样的燃料材料、或者是参与到或有助于在外壳中发生的反应或熔化的材料。该外壳可为任意类型的反应器的炉，例如炉身或冶金集料应器、高炉、熔融气化炉或还原炉身等。

设备（100）具有用于将充装材料引导到外壳之中的滑槽（104）。在该实施方式中，滑槽在两个区段中具有截头圆锥体形轮廓，两个区段中较低的一个具有较大的梯度并且因此对坠落穿过滑槽的充装材料的动量给予更大的角变化。在替代性实施方式中，该滑槽可为单个的区段，该单个的区段具有不同的形状例如直边的、或同样给予角变化的连续曲线。

如图3所示，滑槽（104）能够相对于外壳运动，以便将充装材料引导至外壳的不同区段。滑槽能够在整个能够提供对外壳内部的全面覆盖的轨迹或路径上运动。例如，使用如图1中示出的、或如EP1662009中描述的万向-顶部系统，滑槽的顶端能够运动至由两个倾斜的同心环的运动的最远程度所限制的圆形区域目标范围之内的任意点处。因此，在图2和图3之间示出的倾斜的运动能够在围绕滑槽（104）的任意方向上重复。要注意到，为了简化，附图中省略了容置部的上部部分；呈现为以在图3和图5中示出的滑槽的极限角度向左开放的孔口110A的部分实际上被上部容置部的例如由虚线110B所指示的部分所阻塞。

设备包括用于滑槽（104）的容置部（102），允许滑槽在该容置部内运动。容置部能够安装在炉或反应器上，该容置部在下端部处设有孔口（110），例如，如图2至图5中所示的圆形孔口，滑槽（104）穿过该孔口而凸出，由此提供用于让充装材料通过上部容置部（未示出）、通过滑槽（在孔口的内部）并进入到外壳之中的通道。

因而，容置部（102）和滑槽（104）在它们之间限定有相对于于外壳的逸出通路（112）。在图2和图3中示出的实施方式中，位于容置部102（限定圆形孔口110）与滑槽104的外侧之间的间隙为逸出通路，即，可将粉尘和热量从外壳释放、进入到上方的装置或容置部中所经由的通路。因而，在该实施方式中，逸出通路为环绕滑槽、介于滑槽与容置部之间的圆筒形路径。

设备设有滑槽遮蔽装置（106、108）以防止这样的热量和粉尘逸出。在该实施方式中，遮蔽件具有多个遮蔽元件（108），遮蔽元件（108）形成为安装在遮蔽件（106）上的、环绕滑槽104的上部部分的叶片。

如在图4和图5示出的实施方式中能够看到的，遮蔽件（106）自身具有截头圆锥体的轮廓，包围住滑槽104的上部部分。如图2至图5所示，滑槽的具有遮蔽件的该上部部分是滑槽的这样的部分：该部分在滑槽经由分布轨迹运动期间在容置部之内运动以及运动进出容置部。

该遮蔽件106为容置部提供一些保护，缩小逸出通路112以保护其不受存在于外壳中的热量和粉尘影响。然而，遮蔽件被限制在该程度中，这是由于它仍然必须允许滑槽（104）在其整个轨迹上的完整的运动范围。为了进一步缩小或阻塞该逸出通路，遮蔽件106将必须具有接近完美的球状体轮廓，以便在滑槽的每个位置处尽可能地靠近容置部102的内边缘，同时仍然允许滑槽运动进出孔口（如图3所示）。

生产这样的遮蔽件将是极度困难的，并且因此是昂贵的，并且在炉或反应器的严酷条件下该遮蔽件的任何轻微的变形都将引起性能的下降以及对它自身和周围部件的可能的损坏，需要费用高且耗时长的停机以进行修理。

因而，遮蔽装置设有许多遮蔽元件，在该实施方式中为安装在遮蔽件106上的叶片的形式，所述叶片设置为：使得在滑槽104的轨迹中的任意指定的点处，叶片中的至少一个跨越逸出通路112的一部分。

如图2至图5所示，该实施方式中的叶片108安装在遮蔽件106上，并以大体上与滑槽104的轴线相垂直的角度从遮蔽件向外突出。叶片沿着遮蔽件的竖向长度间隔地平行设置，并形成围绕遮蔽件的环形的环。在图2中示出的中性位置中（滑槽直指下方），叶片环与和滑槽的轴线相垂直的平面对准。

如从图2中能够看到的，在该中性位置中，有至少一个叶片阻塞该逸出通路112；环形叶片中的至少一个跨越介于滑槽与容置部之间的距离。在该位置中，一个叶片能够提供整个的阻塞效果，这是由于叶片的环部与容置部的环形开口对准，由此阻塞圆筒形的逸出通路。实际上，在该位置中，数个叶片可提供相同或相似的阻塞效果。

当滑槽运动、例如运动至如图3中所示的位置时，叶片的外边缘顺着容置部102的内侧边缘描绘球状体轮廓，使得在每个位置处总是存在至少一个阻塞该逸出通路的叶片。例如，在图3中，位于滑槽的左手侧部（通过摆动至左边而向上运动到孔口中的侧部）上的最下部的叶片组提供该阻塞效果，沿着容置部102运动或者靠近容置部102运动。在图3中位于左边的上部叶片现在位于容置部的内侧，并远离容置部中的孔口110的内边缘。

能够看到，当滑槽104转动成角度时（与处于图2中的空挡位置相对），在一侧，更多的上部遮蔽件暴露于外壳，并且较高的叶片提供阻塞效果；在另一侧，下部部分暴露，并且下部叶片提供阻塞效果。在这两侧之间，这些叶片中任一个和/或中间叶片提供阻塞效果。

该设置的优点在于叶片的任何变形都不会导致遮蔽件/滑槽系统在运动期间受到阻碍。这是因为叶片的任何扭曲都不太可能导致叶片凸起超出顺着容置部102的内边缘的球状体轮廓。这又部分地是由于叶片具有描绘该弧或轮廓的尽可能小的表面区域；仅仅是每个叶片的顶端靠近以接触容置部。还由于叶片基本上垂直于球状体轨迹的想象的线。

相反，如上文所描述的完美球形的遮蔽件将可能以如下方式变形：即，在将凸起超出该想象的球状体路径的材料中产生弯曲。这将部分地是由于遮蔽件有效地使得它所有的表面区域沿着该球状体路径。

根据本实施方式的设备的一个目标是使介于任何一个遮蔽元件与容置部孔口之间的间隙最小化。这是通过如下方式来实现的：即，绘制分布轨迹球状体，将该球状体尽可能靠近地配合在容置部孔口（圆柱形逸出通路）内，以及设定叶片的尺寸并将叶片设置在遮蔽装置上以限定配合在孔口内的球状体。通常，在叶片顶端与容置部之间的空隙最初能够设定为介于10mm与15mm之间。

遮蔽元件还可由足够挠性的材料制成，使得在特定的元件接触容置部102而不是阻碍滑槽的情况下，该元件将在其位于遮蔽件上的安装部上枢转或挠曲，以允许遮蔽装置的已经过容置部的部分通过。这允许制造容差中的任何差异、或者是在该系统中由热量引起的任何变形，允许滑槽尽管有任何的缺陷还是自由地运动，并有助于确保将维修需要保持为最少。该材料与遮蔽件相比能够是不同等级的金属，或者是复合材料。

遮蔽元件可以是提供所述优点的任何类型；例如，替代一组单个的环形叶片，遮蔽元件可由沿着遮蔽件106的竖向长度的环的波纹件形成，波纹件的外边缘形成叶片。遮蔽元件还能够由沿着遮蔽件的竖向长度的具有大体半圆形截面的一系列肋状件形成。

元件自身的构型是可改变的，例如，可使用单个的螺旋形叶片代替叶片的一系列环形环。遮蔽件（106）还可例如由波纹形的、起伏的或肋状的板来代替，以单件材料提供遮蔽件和遮蔽元件/叶片。当然，对于这一点，必须将板附接至滑槽。

在特定的实施方式中，叶片108能够被设定为呈与图2至图5中示出的角度不同的角度。例如，替代基本平行于平面的环形叶片，叶片可设定为以更为放射状的方式从遮蔽件分散开，相关的角度保持由叶片的边缘描绘球状体轮廓。因此，相比于大体位于单个平面中的平叶片，一些叶片将具有更类似于裙状的轮廓。在这种构型中，每个叶片能够被设定为严格地垂直于安装有的叶片的滑槽遮蔽装置的特定部分。

在替代性实施方式中，遮蔽元件能够安装在容置部上而非安装在滑槽自身上。该元件将大体采用相同的构造，但在总体直径上将稍大，并且具有安装在容置部上的外边缘，而非安装在滑槽上的内边缘。该实施方式将提供使得元件的任何变形都不导致滑槽受阻碍的相同的优点。

遮蔽系统可同样良好地应用到更加受限的分布系统中。例如，在仅仅限制于在一个平面中摆动（例如，仅仅是在一个平面中的由图2和图3指示的运动范围）的滑槽的情况下，遮蔽件叶片可安装于滑槽的任一侧，而非作为完整的环或裙状件。不过，当滑槽运动经过简单的弧形轨迹时，叶片将阻塞滑槽任一侧的任何的逸出通路。

遮蔽件和遮蔽元件能够由任何适当的材料形成，例如金属或复合材料。如上文所述，材料可选择为允许元件特定程度的挠性。

遮蔽件106还可包括竖向的肋状件（未示出）以便进一步地阻挡相对于外壳的任何逸出。例如，当在滑槽104成角度的特定实施方式中时，叶片（108）也将是成角度的，并且可能允许一些热量或粉尘沿着当前提供阻塞效果的叶片的下侧、以及向上朝向上部的容置部。因而，对叶片进行连接的竖向定位的肋状件防止这种逸出。

为了进一步地保护上部容置部，可将耐热填料（未示出）设置在遮蔽件106上并填充遮蔽件元件108之间的空间或对遮蔽件元件108进行补充。该耐热填料能够是任何已知的类型，例如，陶瓷棉。在该实施方式中，填料使叶片之间的可能允许热量或粉尘逸出到上部容置部中的任意另外的间隙封闭，同时仍然是足够挠性的以在需要时允许叶片挠曲。填料能够与上述竖向肋状件结合使用或替代上述竖向肋状件。

为了进一步的防热或防尘，在遮蔽件106和运动部件之上利用“幕”效应的氮冷却系统（未示出）提供冷却、除尘以及保持冷却气体在容置部中的正压力。

上述的遮蔽系统可被改型，例如，可被改型为已经在炉或反应器中所采用的滑槽。在该实施方式中，具有叶片108的遮蔽件106可被安装在滑槽上。在已经存在遮蔽件106的情况中，可简单地将叶片108安装在遮蔽件106上。

本领域的技术人员将理解，本发明已经仅通过示例的方式来描述，并且，如所附权利要求所限定的，在不背离本发明的范围的情况下可采用各种替代性的方法。

Claims (10)

1.一种用于将充装材料分布到炉或反应器的外壳中的设备（100），包括： 

装料滑槽（104），用于将材料引导至所述外壳中，所述滑槽能够在整个分布轨迹上相对于所述外壳运动； 

容置部（102），所述容置部限定孔口（110），所述孔口容纳所述滑槽，并且所述滑槽和所述容置部限定至少一个相对于所述外壳的逸出通路（112）；以及 

滑槽遮蔽装置（106,108）， 

其中，所述滑槽遮蔽装置包括多个遮蔽元件，所述多个遮蔽元件设置为阻塞所述逸出通路（112），使得在所述滑槽的轨迹中的任何指定点处，所述元件中的至少一个跨越所述逸出通路的一部分， 

其中，所述元件构造为使得：当所述滑槽在整个所述分布轨迹上运动时，所述元件的外边缘描绘遮蔽体积的轮廓， 

其中，所述元件构造为使得所述遮蔽体积抵接所述容置部中的所述孔口的内边缘，其中，所述滑槽（104）能够相对于所述外壳在至少两个维度中运动， 

其中，所述元件构造为使得所述遮蔽体积为球状体， 

以及其中，所述遮蔽元件构造为使以下两者之间的距离最小化：所述遮蔽元件的介于所述遮蔽元件的外边缘之间的穿过所述滑槽（104）的直径、以及所述孔口（110）的直径。 

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述遮蔽元件包括遮蔽叶片。 

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述叶片安装在所述装料滑槽（104）上。 

4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述元件为挠性的。 

5.根据权利要求2至3中的任一项所述的设备，其中，所述多个遮蔽元件的单个叶片包括环绕所述滑槽（104）的环形的环。 

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述叶片与和所述滑槽（104） 的轴线相垂直的平面对准。 

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的设备，还包括：屏障装置，用于防止在所述遮蔽装置的元件之间的逸出。 

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述屏障装置包括设置在所述元件之间的陶瓷棉填料。 

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，还包括用于在所述元件与所述容置部之间与相对于所述外壳的逸出相反地供应气体冷却剂的装置。 

10.一种用于炉或反应器的外壳的装料系统的遮蔽设备（100），所述系统包括用于将材料引导至所述外壳中的装料滑槽（104），所述滑槽能够在整个分布轨迹上相对于所述外壳运动；以及容置部（102），所述容置部限定孔口，所述孔口容纳所述滑槽，并且所述滑槽和所述容置部限定至少一个相对于所述外壳的逸出通路（112）， 

所述遮蔽设备包括： 

多个遮蔽元件（106,108），所述元件构造为阻塞所述装料系统的所述逸出通路，使得在所述滑槽的轨迹中的任何指定点处，所述元件中的至少一个跨越所述逸出通路（112）的一部分， 

其中，所述元件构造为使得：当所述滑槽（104）在整个所述分布轨迹上运动时，所述元件的外边缘描绘遮蔽体积的轮廓， 

以及其中，所述元件构造为使得所述遮蔽体积抵接所述容置部（102）中的所述孔口的内边缘。 

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