CN107850247B - 波纹补偿器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于冶金炉的装料设备的波纹补偿器。波纹补偿器包括入口端管(40)和相对的出口端管(42)以及布置在入口端管(40)和出口端管(42)之间的波纹段(44)，波纹段(44)由一系列褶皱形成并且允许入口端管(40)和出口端管(42)之间的相对运动。根据本发明，沿波纹补偿器的内壁(62)布置有非结构性柔性衬垫(60)，优选为丝网垫片，并且在波纹段(44)的至少一部分长度上延伸。非结构性柔性衬垫(60)具有第一端(64)和第二端(66)，其中第一端(64)固定地连接到入口端管(40)，第二端(66)固定地连接到出口端管(42)。

Description

波纹补偿器
技术领域
本发明总体上涉及一种用于冶金炉的装料设备的波纹补偿器。
背景技术
无钟炉顶装料设备在世界各地的高炉中被广泛使用。它们通常包括旋转分配装置，该旋转分配装置配备有分配溜槽，该分配溜槽可围绕炉子的竖直中心轴线旋转并且可围绕垂直于中心轴线的水平轴线枢转。在多斗设备中，平行布置两个或更多个料斗；每个料斗都有自己的入口闸门和出口闸门。当将材料从一个料斗供给进入冶金炉时，另一个料斗可以同时填充有材料。为了确保将正确量的材料供给到冶金炉中，每个料斗包括用于确定料斗及其内容物的重量的称重系统。这种称重系统需要料斗和冶金炉之间的相对运动。通常也被称为补偿器的波纹装置通常用于补偿这种相对运动。尽管在这里参考使用波纹装置来连接平行料斗类型的装料设备，但是在其它类型的装料设备(诸如例如中央供给类型)中也使用同样的装置。而且，波纹装置可以布置在导管(诸如例如，卸压导管)中。
这种补偿器形成具有由一系列褶皱形成的波纹段的管，所述波纹段在管的入口端和出口端之间提供一定的柔性。这些褶皱形成袋状部，这是实现这种柔性所必需的。波纹段的内袋状部暴露于穿过管的材料。这些袋状部中的任何材料或灰尘积聚都会减小它们的尺寸，从而降低波纹段的柔性。最后，一旦有足够的材料或灰尘积聚在袋状部中，波纹段就被认为是被堵塞，不能再完全发挥其功能。由于料斗和冶金炉之间的相对运动不再得到保证，所以堵塞的补偿器会阻止称重系统正常工作。然而，正确地确定供给到冶金炉中的材料的量对于冶金炉的正确运作是必需的。因此，防止补偿器的堵塞是重要的。
过去曾建议在补偿器内部布置保护板，以引导材料通过袋状部。这种保护板可以例如被焊接到管的入口端，即在波纹段上方，并且延续经过波纹段到达波纹段下方的区域。为了允许管的入口端和出口端之间的相对运动，防护板不能被焊接到管的出口端。这样的保护板允许材料被引导经过波纹段并且减少袋状部中的材料积聚。此外，可以在管的出口端处在保护板和管之间布置环形垫片。由于环形垫片必须应对保护板与管之间的相对运动，并且由于管中占主导的高压力，这种垫片不能完全防止灰尘渗入到保护板与波纹段之间的区域中。因此，灰尘仍然会积聚在波纹段的袋状部中，并且随着时间的流逝阻止补偿器的正确运作。
技术问题
因此，本发明的目的是提供一种波纹补偿器，其能够减少或消除波纹段中的灰尘积聚。该目的通过如权利要求1所述的波纹补偿器来实现。
发明内容
本发明提供了用于冶金炉的装料设备的波纹补偿器。该波纹补偿器包括入口端管和相对的出口端管以及布置在入口端管和出口端管之间的波纹段，波纹段由一系列褶皱形成，并且允许入口端管和出口端管之间的相对运动。根据本发明，非结构性柔性衬垫沿着波纹补偿器的内壁布置，并且在波纹段的至少一部分长度上延伸。非结构性柔性衬垫具有第一端和第二端，其中第一端固定地连接到入口端管且第二端固定地连接到出口端管。说到“非结构性”，我们知道柔性衬垫不适合支撑重量。
这种非结构性柔性衬垫覆盖补偿器的波纹段的至少部分长度，并且桥接入口端管和出口端管之间的间隙，由此确保通过补偿器供给的材料被供给经过波纹段的袋状部。由于非结构性柔性衬垫固定地连接在入口端管与出口端管之间的补偿器上，所以不会有任何材料或灰尘渗入到柔性衬垫与波纹段之间的空间中。因此，没有材料或灰尘会沉降在波纹段的袋状部中。补偿器的正确运行因此得以维持。衬垫与入口端管和出口端管两者的连接是可能的，因为衬垫本身也是柔性的。通过使用这种柔性衬垫，不再需要现有技术装置中使用的刚性保护板。
非结构性柔性衬垫是防尘的，以便避免灰尘从中穿过并且到达波纹段的袋状部。非结构性柔性衬垫本身要么由防尘材料制成，要么包括防尘涂层。
优选地，非结构性柔性衬垫由增强的或非增强的柔性材料形成。最优选地，柔性衬垫由金属丝网垫片形成。
非结构性柔性衬垫可以包括从包括硅、或其组合的组群中选择的一种或多种材料。非结构性柔性衬垫可以例如包括由合成纤维、优选地由对位芳族聚酰胺合成纤维制成的至少一层。对位芳族聚酰胺纤维由于其耐热性、其高韧性和弹性模量性质而是优选的。非结构性柔性衬垫因此可以包括一层或多层材料，例如或柔性衬垫可以进一步包括由硅树脂制成的至少一层。
包含三层硅树脂和三层的金属丝网垫片可以承受高达3巴的压力和高达200℃(瞬间甚至高达400℃)的温度。这种金属丝网垫片每小时可耐受多达20次的压力释放，每次压力差与高达3巴的压力相关联。
有利地，非结构性柔性衬垫的第一端固定地连接到入口端管，非结构性柔性衬垫的第二端固定地连接到出口端管。该连接例如可以通过焊接、螺栓、夹具或胶水实现。在任何情况下，该连接都将保证非结构性柔性衬垫与补偿器的气密和防尘连接。
优选地，非结构性柔性衬垫由波纹段的面向内的褶皱支撑。因此，波纹段的面向内的褶皱或卷曲部分为非结构性柔性衬垫提供了进一步的支撑。
可选地，非结构性柔性衬垫由布置在非结构性柔性衬垫和波纹段的褶皱之间的支撑板支撑。这种支撑板可以在波纹段的一些或全部高度上延伸。
入口端管和/或出口端管可以包括朝相对端管的方向上延伸的延伸部，由此减小入口端管和出口端管之间的间隙。间隙的减小允许使用较短长度的非结构性柔性衬垫，因为这使得为了保护波纹段而需要桥接的间隙更短。延伸部还可以提供更大的连接区域，用于将非结构性柔性衬垫固定到其上。这种较大的连接区域可以便于将柔性衬垫连接到入口端管和/或出口端管。
附图说明
现在以示例的方式结合附图来描述本发明的优选的实施例，在附图中：
图1是穿过根据现有技术的冶金炉的装料设备的一部分的横截面图；
图2是穿过图1的波纹补偿器的放大横截面图
图3是穿过根据本发明第一实施例的波纹补偿器的一部分的横截面图；
图4是穿过根据本发明第二实施例的波纹补偿器的一部分的横截面图；和
图5是穿过根据本发明第三实施例的波纹补偿器的一部分的横截面图。
具体实施方式
图1示出了冶金炉的装料设备的一部分，该装料设备是具有平行料斗的无钟炉顶(Bell Less)类型，并且冶金炉是高炉。图1所示的装料设备是平行料斗式的。本发明也能覆盖诸如例如中央供给类型的其他装料设备。
在图1中所示的装料设备10的部分包括两个料斗12。两个密封阀(未示出)布置在阀壳16中的材料闸门的下游，用于在料斗和高炉之间形成气密封闭。波纹补偿器18(也称为上波纹补偿器)布置在料斗12和阀壳16之间。波纹补偿器18提供必要的柔性以允许料斗相对于高炉移动。这种柔性对于用于确定料斗中的材料的量和因此供给到高炉中的材料的量的称重系统(未示出)的正确运行是必需的。排放漏斗20布置在阀壳16的下游，用于从不同料斗12收集材料，并且将材料经由单个供给器喷口(未示出)通过分配溜槽变速箱24供给到分配溜槽22上。波纹补偿器26(也称为下波纹补偿器)通常布置在排放漏斗20和分配溜槽变速箱24之间。
虽然图1示出了具有两个料斗的设备的布置，但是上述说明对于具有三个或更多个料斗的设备也是适合的。如上所述，也可以设想中央供给类型的设备。
图1还示出了连接到料斗12的卸压导管28。波纹补偿器30也可以布置在这样的卸压导管28中。
图2示出了根据现有技术的下波纹补偿器26的放大视图。这种补偿器通常包括入口端管40和相对的出口端管42以及布置在两者之间的波纹段44。波纹段44由一系列褶皱形成，允许入口端管40和出口端管42之间的相对运动。通常，为了防止波纹段44的褶皱中的材料和灰尘积聚，保护板46固定地连接到入口端管40并且沿着波纹段44向下延伸到出口端管42。在保护板46和出口端管42之间布置有环形垫片48，以防止材料和灰尘进入波纹段44和保护板46之间的空间。此外，附接到布置在波纹补偿器26上游的漏斗部分的耐磨插件50(未示出)可以延伸到波纹补偿器26中并且提供引导绝大多数材料经过波纹段44的另一元件。然而，已经注意到，即使具有这些保护特征，灰尘仍然积聚在波纹段的袋状部中以及具有相对运动的不同部分之间。不仅在波纹段的袋状部中的积聚灰尘，而且在允许相对运动的两个表面之间积聚灰尘，这会阻碍补偿器的柔性，因此必须避免。
图3示出了根据本发明的第一实施例的波纹补偿器的一部分。这种波纹补偿器包括入口端管40和相对的出口端管42以及布置在它们之间的波纹段44。端管40、42分别位于其中一个料斗的端部处、在阀壳的端部处，应该注意的是端管40和42相对于炉子的支撑通过总体支持结构(未表示)来保证。波纹段44由一系列褶皱形成，允许入口端管40和出口端管42之间的相对运动。根据本发明，非结构性柔性衬垫60布置在波纹补偿器26的内壁62上，并且在波纹段44的至少一部分长度上延伸。非结构性柔性衬垫60具有：第一端64，其通过螺栓65固定地连接到入口端管40；和第二端66，其通过螺栓67固定地连接到出口端管42。该非结构性柔性衬垫60的构造适于使与其连接的料斗相对于阀壳自由地移动，即，其将理想地不从该相对运动吸收能量，以便避免不必要的机械限制，从而避免磨损和潜在的裂纹或破损。
非结构性柔性衬垫60是防尘的，以避免灰尘从其中穿过并到达波纹段的袋状部处，因此其本身要么由防尘材料制成要么包括防尘涂层。
非结构性柔性衬垫60例如是可包括三层硅树脂和三层对位芳族聚酰胺合成纤维(例如)的金属丝网垫片。这种非结构性柔性衬垫60具有约5mm的厚度并且提供气密和防尘的解决方案以防止气体和灰尘进入波纹段44的内袋状部中。这样的非结构性柔性衬垫60容许压力高达3巴，温度高达200℃，瞬间甚至高达400℃。每小时多达20次压力释放，每次与高达3巴的压力差相关联，这种柔性衬垫60可具有约5年的寿命。
非结构性柔性衬垫60布置成搁置在波纹段44的面向内的褶皱68或卷曲部分上。随着波纹补偿器中的压力增大，非结构性柔性衬垫60推挤面向内的褶皱68，面向内的褶皱68限制柔性衬垫60的运动。
图4示出了根据本发明的第二实施例的波纹补偿器的一部分。由于该波纹补偿器与图3中所示的波纹补偿器非常类似，所以为了简洁起见并未描述所有特征。根据该实施例，支撑板70布置在非结构性柔性衬垫60和波纹段44的面向内的褶皱68之间。这样的支撑板70可以在波纹段44的一些或全部高度上延伸。
图5示出了根据本发明的第三实施例的波纹补偿器的一部分。由于该波纹补偿器与图3中所示的波纹补偿器非常类似，所以为了简洁起见并未描述所有特征。根据该实施例，入口端管40和出口端管42包括延展入口端管40和出口端管42长度的延伸部72、72'，由此减小入口端管40和出口端管42之间的间隙。
附图标记说明：
10 装料设备
46 保护板
12 料斗
48 环形垫片
16 阀壳
50 耐磨插件
18 波纹补偿器
60 非结构性柔性衬垫
20 排放漏斗
62 内壁
22 分配溜槽
64 第一端
24 分配溜槽变速箱
65 螺栓
26 波纹补偿器
66 第二端
28 卸压导管
67 螺栓
30 波纹补偿器
68 面向内的褶皱
40 进口端管
70 支撑板
42 出口端管
72、72' 延伸部
44 波纹段。

Claims (10)

1.一种用于冶金炉的装料设备的波纹补偿器(18)，所述波纹补偿器(18)包括入口端管(40)和相对的出口端管(42)以及布置在所述入口端管(40)和所述出口端管(42)之间的波纹段(44)，所述波纹段(44)由一系列褶皱形成并且允许所述入口端管(40)和所述出口端管(42)之间的相对运动，
其特征在于，非结构性柔性衬垫(60)布置在所述波纹补偿器(18)的内壁(62)上并且在所述波纹段(44)的至少一部分长度上延伸，所述非结构性柔性衬垫(60)具有第一端(64)和第二端(66)，其中所述第一端(64)固定地连接到所述入口端管(40)且所述第二端(66)固定地连接到所述出口端管(42)，且
其中所述非结构性柔性衬垫(60)由金属丝网垫片形成且包括至少一个由硅树脂制成的层和至少一个由合成纤维制成的层。
2.根据权利要求1所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)包括至少三个由硅树脂制成的层和至少三个由合成纤维制成的层。
3.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述合成纤维是对位芳族聚酰胺合成纤维。
4.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)由防尘材料制成或包括防尘涂层。
5.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)由增强的或非增强的柔性材料形成。
6.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)的所述第一端(64)固定地连接到所述入口端管(40)，并且所述非结构性柔性衬垫(60)的所述第二端(66)固定地连接到所述出口端管(42)。
7.根据权利要求6所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)通过焊接、螺栓(65)、夹具或胶水固定地连接到所述入口端管(40)和/或所述出口端管(42)。
8.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)由所述波纹段(44)的面向内的褶皱(68)支撑。
9.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述非结构性柔性衬垫(60)由布置在所述非结构性柔性衬垫(60)和所述波纹段(44)的所述褶皱之间的支撑板(70)支撑。
10.根据权利要求1或2所述的波纹补偿器(18)，其中，所述入口端管(40)和所述出口端管(42)中的至少一个包括朝相对端管的方向上延伸的延伸部(72，72’)。
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