CN108088260B - 冶金炉炉料投料装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及冶金技术领域，具体公开了冶金炉炉料投料装置，其包括导料管、密封轴、储水腔和往复环；密封轴包括上段和下段，上段的直径小于下段的直径，储水腔与下段之间设有投料口；往复环的内径与下段的直径相同，往复环将储水腔的顶部的封堵，往复环的上方设有压簧；导料管的侧壁设有泄气孔，往复环上设有开口朝向导料管的环形槽，环形槽内设有第一环体和第二环体，第一环体和第二环体通过单向轴承连接，第二环体与往复环通过棘轮棘爪连接，第一环体和往复环螺纹配合；第二环体上设有导气孔，往复环内设有排气口，导气孔内设有可将储水腔和排气口连通或隔断的芯体。该装置可避免投料口侧壁粘结炉料。

Description

冶金炉炉料投料装置

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种冶金炉炉料投料装置。

背景技术

冶金炉是常用的冶金工业设备，往冶金炉中加料时，炉料会粘结在冶金炉的加料口上而结焦，现有的处理加料口的结焦问题，一般是人工捅打，所需的劳动强度较大，人员较多。如果炉料中含有难以清理的物质，一旦粘结在加料口上，即使人工捅打也无济于事。另外，炉料粘结在加料口上有时还会冒出大量的烟气而危害人员的身体健康，导致人员在操作台上无法长时间停留。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冶金炉炉料投料装置，以避免向冶金炉内加入炉料时，投料口的侧壁粘结炉料。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

冶金炉炉料投料装置包括插入冶金炉内的导料管，导料管内设有与导料管同轴的密封轴，导料管下部设有位于导料管内且呈环形的储水腔，导料管内设有套设在密封轴外并可上下滑动的往复环；所述密封轴为阶梯轴，密封轴包括上段和下段，且上段的直径小于下段的直径，所述储水腔与下段之间设有投料口；所述往复环的内径与下段的直径相同，所述储水腔的顶部开口，往复环将储水腔的顶部的封堵，往复环的上方设有压簧，压簧上端顶压在导料管上端，压簧下端顶压在往复环的上表面；所述导料管的侧壁设有可与储水腔连通的泄气孔，往复环的外周侧壁可封堵泄气孔；所述往复环上设有开口朝向导料管侧壁的环形槽，环形槽内设有可转动的第一环体和第二环体，第一环体和第二环体通过单向轴承连接，第二环体与往复环通过棘轮棘爪连接，导料管的内壁上设有螺旋凹槽，第一环体的外周面设有嵌入螺旋凹槽内的螺旋凸棱；第二环体上设有导气孔，往复环内设有延伸至往复环底面的排气口，导气孔内设有芯体，芯体受离心力时导气孔将储水腔和排气口连通。

本方案冶金炉炉料投料装置的原理在于：

采用本装置的冶金炉炉料投料装置加入炉料时，应将炉料从导料管的上端加入导料管内；并向储水箱内加入适量的水。由于冶金炉内呈高温状态，因此储水腔内的水很快便会沸腾，从而使储水腔内呈高压状态，高压蒸汽将推动往复环向上移动，当往复环的外周面越过泄气孔时，高压蒸汽将从泄气孔喷出，从而储水腔内的压力降低，在压簧对往复环的压力作用下，往复环将向下移动。当往复环向上移动时，第一环体也将向上移动，且由于导料管的内壁上设有螺旋凹槽，第一环体的外周面设有嵌入螺旋凹槽内的螺旋凸棱，在螺旋凹槽的导向作用下，第一环体将正转；当往复环向下移动时，第一环体也将向下移动，从而第一环体将反转。由于第二环体与往复环通过棘轮棘爪连接，使得第二环体仅能单向转动，在本方案中，第一环体和第二环体通过单向轴承连接，使得只有当第一环体反转时，第一环体才能向第二环体传递扭矩；即当往复环向上移动时，由于棘轮棘爪的限位作用，第二环体将不会转动，而当往复环向下移动时，第一环体向第二环体传递扭矩，此时第二环体转动。

当往复环向下移动时，第二环体转动，则第二环体将带动芯体一同转动，从而芯体将受到离心力；即当往复环向下移动时，导气孔将储水腔和排气口连通。从而当往复环向下移动过程中，储水腔内的高压蒸汽将一直通过排出，从而使出储水腔内的压力不断降低，直到往复环被阻挡不再继续下移，则第二环体也不再转动，芯体不再受到离心力作用，从而芯体复位，储水腔和排气口不再连通，使得储水腔内再次形成封闭空间。当储水箱内的压力再次升高，往复环将再次向上移动；从而随着储水箱内的压力变化，往复环将不断上下往复移动。

由于往复环的内径与密封轴的下段的直径相同，因此往复环与下段配合时，投料口被封堵，炉料将不能进入冶金炉内；当往复环向上移动后，往复环与下段脱离配合，则投料口敞开，炉料将通过投料口进入冶金炉内。当往复环反复上下移动的过程中，往复环的下端将反复进入到投料口内，从而往复环的底面对投料口的侧壁具有反复刮擦掉作用，从而避免炉料粘结在投料口袋侧壁上。

本方案产生的有益效果是：

(一)在本方案中，通过往复环的往复上下移动，使得往复环的底面对投料口的侧壁具有刮擦作用，从而可避免炉料粘结在投料口的侧壁上。

(二)往复环往复移动的动能由高压蒸汽提供，而高压蒸汽由冶金炉内的热量对储水腔内的水进行加热，使水沸腾获得，从而充分利用冶金炉所提供的能量。

(三)储水箱设置在导料管的下部，因此通过储水箱内的水进行吸热，可避免导料管温度过高，而导致导料管使用寿命较短。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述往复环的上方设有可伸缩套管，所述压簧设于导料管与可伸缩套管之间。通过可伸缩管对压簧进行隔离，可避免炉料卡在压簧上，导致压簧无法压缩。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述密封轴的上段和下段之间还设有呈锥形的过渡段。通过设置过渡段，由于过渡段向投料口倾斜，因此对炉料具有导向作用，从而有利于炉料进入投料口内，避免炉料堆积。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述排气口呈环形，且排气口的下部朝密封轴倾斜。由于往复环相对于密封轴的下段往复移动时，粘连在下段侧壁上的炉料将被刮到往复环的底面上；而蒸汽从排气口排出仍具有一定的流速，因此排气口向密封轴倾斜可将积累在往复环底面上的炉料吹入冶金炉内。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述导料管的外壁上固定有水槽，所述泄气孔位于水槽内。往复环向上移动，且往复环的外周面越过泄气孔后，部分蒸汽将通过泄气孔排出，由于蒸汽具有较高的温度，因此不便于操作人员接触；在水槽内加入冷水，则蒸汽从泄气孔排出时将经过冷水，从而对蒸汽具有降温作用，便于操作人员靠近导料管。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述往复环内壁的上部呈倒锥形的斜面；该斜面对往复环上方的炉料具有导向作用，从而便于炉料进入投料口。

附图说明

图1为本发明冶金炉炉料投料装置实施例的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：导料管10、压簧11、可伸缩套管12、水槽13、投料口14、密封轴20、往复环30、环形槽31、排气口32、第一环体33、第二环体34、单向轴承35、棘轮棘爪36、复位弹簧37、芯体38、导气孔39、储水腔40、进水口41、导气环51、进气孔52、泄气孔15。

实施例基本如图1、图2所示：

本实施例的冶金炉炉料投料装置包括插入冶金炉内的导料管10，导料管10内从导料管10的中心向外周依次设有密封轴20、往复环30和储水腔40；导料管10的侧壁上设有与储水腔40连通的进水口41。密封轴20设于导料管10的中轴线上，且密封轴20的上端与导料管10固定；密封轴20为阶梯轴，密封轴20从上至下依次由上段、过渡段和下段组成，上段的直径小于的下段的直径；过渡段为一圆锥段，起到导料作用。往复环30套设在密封轴20外周，往复环30内壁的上部呈倒锥形的斜面，往复环30下部的内径与密封轴20下段的直径相同，而往复环30的外径与导料管10的内径相同，且在导料管10的内壁上设有沿竖直方向的导向槽，而往复环30的外周面上设有与导向槽配合的导向凸棱，从而使得往复环30在导料管10内仅能沿竖直方向滑动。储水腔40的顶部开口，往复环30的顶部将储水腔40顶部的开口封堵，从而可使储水腔40形成密闭空间；且在导料管10的侧壁上设有泄气孔15，往复环30的外周面可将泄气孔15封堵，储水腔40内的压力增大时，将是往复环30向上移动，当往复环30的外周面越过泄气孔15后，泄气孔15将与储水腔40连通。导料管10的外壁上固定有水槽13，泄气孔15位于水槽13内。往复环30的上方设有压簧11，压簧11上端顶压在导料管10上端，压簧11下端顶压在往复环30的上表面，且往复环30的上方设有可伸缩套管12，压簧11设于导料管10与可伸缩套管12之间。

往复环30上设有开口朝向导料管10的环形槽31，环形槽31内第一环体33和第二环体34，第一环体33和第二环体34均与往复环30转动连接。导料管10的内壁上设有螺旋凹槽，第一环体33的外周面设有嵌入螺旋凹槽内的螺旋凸棱；当第一环体33在导料槽内随往复环30上下滑动时，在螺旋凹槽的导向作用下，第一环体33将相对于往复环30转动。第二环体34与往复环30通过棘轮棘爪36连接，其具体的连接关系为，第二环体34的上表面上设有棘齿，而在环形槽31的上表面铰接有棘爪，通过棘爪与棘齿配合使得第二环体34仅能相对于往复环30反向转动。第一环体33和第二环体34则通过单向轴承35连接，在往复环30向上移动时，第一环体33正向转动，由于第二环体34不能正向转动，因此此时第一环体33不能像第二环体34传递扭矩；在往复环30向下移动时，第一环体33反向转动，由于第二环体34可反向转动，此时单向轴承35将第一环体33和第二环体34卡死，即往复环30向下移动时，的第二环体34相对于往复环30方向转动。第二环体34上设有沿第二环体34径向设置的导气孔39，导气孔39内设有可沿导气孔39滑动的芯体38，在芯体38靠近第一环体33一侧设有复位弹簧37，复位弹簧37与芯体38相抵。环形槽31的下表面上设有导气槽，且往复环30上设有将储水腔40和导气槽连通的孔。第二环体34上设有可将导气孔39和导气槽连通的进气孔52，当芯体38受到离心力时，进气孔52才将导气孔39和导气槽连通，在芯体38不受离心力的情况下，芯体38将进气孔52封堵。往复环30内设有延伸至往复环30底面的排气口32，导气孔39和排气孔连通，且排气口32呈环形，排气口32的下部朝密封轴20倾斜。

本实施例冶金炉炉料投料装置的具体工作过程为：

将炉料从导料管10的上端加入导料管10内，通过进水口41向储水箱内加入适量的水，并将进水口41封闭；在水槽13内加入冷水，并使水淹没泄气孔15。冶金炉内的高温使储水腔40内的水沸腾，使得储水腔40内呈高压状态。压力推动往复环30向上移动，此时仅有第一环体33正转，而第二环体34不转动；当往复环30的外周面越过泄气孔15后，高压蒸汽从泄气孔15喷出，使储水腔40内的压力降低，则压簧11将压迫往复环30向下移动；则第一环体33反转，而此时第二环体34将跟随第一环体33一同反转。

第二环体34转动时芯体38受到离心力将沿径向向外滑动，使得芯体38与进气孔52错开，则储水腔40与排气口32连通。在往复环30向下移动过程中，储水腔40内的高压蒸汽将一直通过排出，从而使出储水腔40内的压力不断降低，直到往复环30被阻挡不再继续下移，则第二环体34也不再转动，芯体38不再受到离心力作用，从而芯体38复位；当储水箱内的压力再次升高，往复环30将再次向上移动。另外，从排气口32喷出的气体可以吹落积累在往复环30底面的炉料。往复环30反复上下移动的过程中，往复环30的下端将反复进入到投料口14内，往复环30的底面对投料口14的侧壁具有反复刮擦掉作用，从而避免炉料粘结在投料口14袋侧壁上。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.冶金炉炉料投料装置，其特征在于：包括插入冶金炉内的导料管，导料管内设有与导料管同轴的密封轴，导料管下部设有位于导料管内且呈环形的储水腔，导料管内设有套设在密封轴外并可上下滑动的往复环；所述密封轴为阶梯轴，密封轴包括上段和下段，且上段的直径小于下段的直径，所述储水腔与下段之间设有投料口；所述往复环的内径与下段的直径相同，所述储水腔的顶部开口，往复环将储水腔的顶部的封堵，往复环的上方设有压簧，压簧上端顶压在导料管上端，压簧下端顶压在往复环的上表面；所述导料管的侧壁设有可与储水腔连通的泄气孔，往复环的外周侧壁可封堵泄气孔；所述往复环上设有开口朝向导料管侧壁的环形槽，环形槽内设有可转动的第一环体和第二环体，第一环体和第二环体通过单向轴承连接，第二环体与往复环通过棘轮棘爪连接，导料管的内壁上设有螺旋凹槽，第一环体的外周面设有嵌入螺旋凹槽内的螺旋凸棱；第二环体上设有导气孔，往复环内设有延伸至往复环底面的排气口，导气孔内设有芯体，芯体受离心力时导气孔将储水腔和排气口连通。

2.根据权利要求1所述的冶金炉炉料投料装置，其特征在于：所述往复环的上方设有可伸缩套管，所述压簧设于导料管与可伸缩套管之间。

3.根据权利要求2所述的冶金炉炉料投料装置，其特征在于：所述密封轴的上段和下段之间还设有呈锥形的过渡段。

4.根据权利要求3所述的冶金炉炉料投料装置，其特征在于：所述排气口呈环形，且排气口的下部朝密封轴倾斜。

5.根据权利要求4所述的冶金炉炉料投料装置，其特征在于：所述导料管的外壁上固定有水槽，所述泄气孔位于水槽内。

6.根据权利要求5所述的冶金炉炉料投料装置，其特征在于：所述往复环内壁的上部呈倒锥形的斜面。