CN203866341U - 用于竖炉的旋转填料装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于竖炉的旋转填料装置，该装置包括：用于安装在竖炉的喉部上的固定外壳（12）；以及具有填料分配器的悬浮转子（14），所述悬浮转子被支撑在固定外壳中，以使能绕基本上竖直轴线旋转。悬浮转子（14）与固定外壳（12）配合以形成旋转填料装置的主壳（22），环状间隙（34）保持在固定外壳与悬浮转子之间。密封装置包括周向布置在环状间隙（34）中的一个或多个喷嘴（44），以在其中吹送干净气体。

Description

用于竖炉的旋转填料装置
技术领域
本实用新型大体上涉及用于竖炉的填料设备，并且特别涉及用于在炉子中分配填料的装置。更具体地，本实用新型涉及配备有用于填料的周向和径向分配的滑槽的类型的装置。
背景技术
如在现有技术中广为人知的，通常鼓风炉的填料通过顶部填料设备来实现，该顶部填料设备提供了在炉顶储存原料并将这些原料分配至炉子中的功能。原料在储存室中称重，并且以成批处理方式(通过翻斗车或输送带)运送至炉子的顶部填料设备，在顶部填料设备处原料被储存在中间储料器中。
为了将填料(装料)分配至炉子中，该顶部填料设备包括布置在炉喉上且在中间储料器下面的旋转分配装置。该旋转分配装置包括固定外壳和具有填料分配器的悬浮转子，该悬浮转子被支撑在固定外壳中，以使得该悬浮转子可绕炉子轴线旋转。悬浮转子与固定外壳形成旋转填料装置的主壳，在该主壳中布置有用于驱动悬浮转子并使填料分配器枢转的机构。
例如，这种旋转分配装置从美国专利第3,693,812号而了解。
如在现有技术中还广为人知的，当固定外壳与悬浮转子配合以形成封闭壳体时，悬浮转子的旋转安装以及运动部件(悬浮转子)与固定部件(外 壳)之间的操作余隙(operational play)需要一环状间隙。在使用中，炉气可通过该环状间隙进入主壳。
为了防止带有浓密粉尘的炉气进入旋转分配装置的主壳中，已知的方法为使用氮填充壳体。为了有效的结果，该氮气流应足够高以维持主壳中的压力水平高于炉子内部中的压力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供旋转分配装置的改进设计，其中可使进入该旋转分配装置的带有粉尘的炉气最少化。
本实用新型提供了一种用于竖炉的旋转填料装置，包括：固定外壳，安装在所述竖炉的喉部上；悬浮转子，具有填料分配器，所述悬浮转子被支撑在所述固定外壳中，以使得所述悬浮转子能绕轴线旋转；其中，所述悬浮转子与所述固定外壳配合以形成所述旋转填料装置的主壳，环状间隙保持在所述固定外壳与所述悬浮转子之间；用于将干净气体供应至所述主壳中的装置包括一个或多个喷嘴，所述一个或多个喷嘴沿周向布置在所述环状间隙中以在其中吹送干净气体；其中，所述固定外壳包括与所述轴线同轴的第一柱形部分，且所述悬浮转子具有与所述第一柱形部分同心的第二柱形部分，其中固定柱形部分与旋转柱形部分限定所述环状间隙；并且所述一个或多个喷嘴布置成通过所述第一柱形部分或所述第二柱形部分中的至少一个吹送干净气体流，所述干净气体流基本上横向于所述间隙并且基本位于整个所述间隙的周缘上方。
进一步地，所述干净气体流径向定向。
进一步地，所述第一柱形部分包括分布在其周缘上方并且通向所述环状间隙的多个狭缝，干净气体通过所述狭缝被吹送以便在所述环状间隙中形成干净气体的屏障。
进一步地，所述狭缝以交错方式布置，以使相邻的喷嘴在其各自的末端处部分地重迭，并且在所述第一柱形部分的套筒构件的整个周缘上方延伸。
进一步地，所述气体流具有5至20m/s的范围内的出口速度。
进一步地，所述环状间隙具有约0.1至5mm的径向宽度。
根据本实用新型的用于竖炉(特别是鼓风炉)的旋转填料装置包括：安装在竖炉的喉部上的固定外壳；以及具有填料分配器的悬浮转子，该悬浮转子被支撑在固定外壳中，以使得悬浮转子可绕基本上竖直轴线(通常为炉子的轴线)旋转。
悬浮转子与固定外壳配合以形成旋转填料装置的主壳，环状间隙保持在固定外壳与悬浮转子之间以提供操作余隙。
例如，这种环状间隙可存在于固定外壳的下部区域中，其中悬浮转子通常具有朝向固定外壳的底部延伸的凸缘构件和用于在无干扰的情况下旋转的环状间隙。
另一环状间隙可存在于滚动轴承的水平面处，该滚动轴承绕其旋转轴线并相对于固定外壳旋转地支撑悬浮转子。实际上，滚动轴承的座圈中间的间距形成间隙，气体可通过该间隙泄漏。
因此，密封装置布置在这种环状间隙中的(至少)一个附附近，以对竖炉气体提供密封。
密封装置包括用于将干净气体供应至主壳中的装置，该装置包括(即，包括或由以下所组成)一个或多个周向布置在环状间隙中的喷嘴，以在其中吹送干净气体。
如在此所使用的，术语“干净气体”表示实质上无粉尘粒子的气体，即，包含少于20mg/Nm3，优选地少于10mg/Nm3的粉尘(1Nm3＝标准状态下(在0％的湿度、1,02325巴以及0℃下)的1m3)。该干净气体可包括，例如净化的鼓风炉气体或惰性气体。最优选地，该干净气体为氮气(N2)。
因此，通过直接将干净气体吹送至发生泄漏的区域中而防止带有粉尘的炉气进入主壳中。特别地，干净气体有利地被吹送而形成干净气体的基本上周向的屏障，该屏障阻碍带有粉尘的炉气通过环状间隙。优选地，干净气体(且屏障形成为)基本上横向于环状间隙，即，横向于用于炉气的可能流动路径。
这种周向气体屏障充当一种密封件，使得在环状间隙中无需固体密封材料。
优选地，干净气体屏障通过多个周向分布的喷嘴获得，该多个喷嘴构造成在给定的周向范围上方吹送每一干净气体流，该气体流优选地横向于(沿宽度)环状间隙。这些喷嘴可进一步以交错方式布置，以使得干净气体的基本上连续的屏障形成于环状间隙的整个周缘上方。在这种交错方式的构造中，当以周向方式观察时，两相邻喷嘴的末端或气流优选地重迭。
典型地，固定外壳包括与旋转轴线同轴的第一柱形部分，并且悬浮转子具有与第一柱形部分同心的第二柱形部分，由此固定柱形部分与旋转柱形部分限定环状间隙。
在一个实施方式中，固定外壳可因此包括具有内部底部环状凸缘的出口区段，该凸缘在其内部边缘处支承与旋转轴线同轴且形成该第一柱形部分的套筒。转子又包括末端凸缘部分，该末端凸缘部分在其外部边缘处支承形成第二柱形部分的套筒，并且该套筒与旋转轴线同轴且至少部分地面对第一柱形部分。
在该实施方式中，一个或多个喷嘴优选地布置成通过第一柱形部分或第二柱形部分中的至少一个以基本上横向(径向)的方向且在基本上整个周缘上方吹送干净气体流。
此外，如现有技术中已知的，该装置可包括用于将干净气体供应至主壳的整个容积中的装置。
附图说明
参照附图，现在将通过实例的方式对本实用新型进行描述，在附图中：
图1为通过用于竖炉的本实用新型旋转填料装置的一个实施方式的原理性竖向截面图；
图2为图1中的细节D的放大图。
具体实施方式
图1示出了用于将大量填料(“装料”)分配至竖炉中(特别分配至鼓风炉的供料线之上(未示出))的旋转分配装置10的主要元件。如在现有技术中广为人知的，该装置10设计为顶部填料设备的部分(未示出)。
典型地，分配装置10布置成靠近反应器的顶部开口，例如，位于炉子的喉部上。分配装置10由一个或多个中间储料器(未示出)供给填料，例如根据如在WO 2007/082633中公开的构造。
分配装置10具有固定外壳12，该固定外壳具有位于其下方外部周缘处的环状周向安装凸缘11，通过该凸缘，壳体12以防漏方式典型地固定至例如炉喉的边缘(未示出)。在壳体12内部，悬浮转子(总体上以14表示)通过固定外壳12上的大直径的环状滚动轴承16(通常为回转支承轴承)来支撑。转子14因此可绕基本上竖直的旋转轴线A(例如对应于 鼓风炉轴线)旋转。众所周知，待分配至炉子中的炉料来自于填料装置上方，进入由悬浮转子14的内部与固定外壳12的上部区域所限定的进料管道15(通常与炉子同轴)。分配滑槽(总体上以18表示)安装于悬浮转子14，以使该滑槽与该转子共同绕轴线A旋转。滑槽18实际上包括一对横向悬浮臂20，通过该横向悬浮臂，滑槽可悬挂至转子14上的安装凸缘，且进一步允许该滑槽绕水平轴线B倾斜/枢转。滑槽18通常安装于进料管道15的下方区域中，已经在分配装置的顶部处进入分配装置的炉料掉落至滑槽18中以在炉子中进行分配。
如将理解的是，悬浮转子14与固定外壳12配合以形成旋转填料装置的主壳22，并且因此限定基本上封闭的环状室。在一些情况下，主壳22可包括在整个或部分周缘上延伸的一个或多个内部分隔壁。
通常，需要使转子14绕轴线A旋转并使滑槽18围绕水平轴线B倾斜的一部分机构(未示出)布置在主壳22内。用于旋转和倾斜(枢转)滑槽18的机构的构造在现有技术中为已知的且不是本实用新型的焦点，所以在此将不再进一步说明。若要了解关于这种机构的更多细节，可参照US 2003/0180129。并且，冷却装置通常安装在主壳22的内部以避免损害，并且，特别地但不排他地，用于保护操作转子14和滑槽18所需要的机构部件。
应当注意的是，转子14包括管状支撑件或管状体24，该管状支撑件或管状体布置成与旋转轴线A同轴，并且实际上支撑滑槽18。管状体24从进料管道15的入口区段26竖直延伸(滚动轴承16的外座圈161于此处固定至固定外壳12)，向下至外壳12的较低端部处的出口区段28。滚动轴承16的内座圈162则固定在管状体24的上方边缘处。在该示例性的变型方式中，旋转体24具有朝向炉子变宽且以环状水平凸缘30终止的梯状轮廓，该环状水平凸缘还形成位于主壳22内部与该炉子内部之间的隔板。
悬浮转子14的凸缘30横向地延伸靠近固定外壳12的相应的水平周向凸缘32。在壳体22的该联接区域中，固定部件和旋转部件的尺寸设计成保留环状间隙(底部环状间隙)，以提供允许转子14旋转的操作余隙。
由于该操作余隙，炉气可进入主壳22，并且大量的粉尘和粒子可在此处沉积，而阻碍齿轮和安装在主壳22中的其他机构的操作。另外的用于使炉气流入主壳22的关键区域位于轴承16的水平面处。
为了使进入主壳22的带有粉尘的炉气最少化，通常已知的是，例如通过喷嘴将干净气体(特别是氮气)供应至主壳中，并且维持其中的压力至少略微高于炉子内部的气体压力。可将该措施应用于本填料装置中，如由参考符号23表示。
应当理解的是，在图1的装置中，多个喷嘴周向布置在位于旋转部件与固定部件之间的(下方)环状间隙34中，以便在其中吹送干净气体于并且优选地在延伸至整个周缘上方的环状间隙中形成干净气体屏障(或幕帏)。优选地，喷嘴构造成形成横向于由环状间隙限定的流动路径的干净气体流或干净气体片，并且因此在该处喷嘴为径向排列。
这种干净气体幕帏可如下述而获得。套筒构件40沿着旋转体24的外部边缘安装在旋转体的凸缘30上。该套筒构件40与轴线A同轴。
类似地，套筒构件42安装在固定外壳的周围凸缘32上，与转子14的凸缘30配合。套筒构件42沿着凸缘30的内部边缘布置且与轴线A同轴，并且因此与转子14上的套筒40同心。
环状间隙34位于两个面对的套筒构件40与42中间。
如图2将更好地看出，安装在固定外壳12上的套筒构件42设置有一系列通向环状间隙34的基本上水平的狭缝44。这些狭缝44与套筒构件42中的内部环状分配管道46流体连通，该狭缝44穿通套筒构件42的外 壁部分48而形成。优选地，狭缝44分布在套筒构件42的周缘上方并以交错方式布置，以使得相邻的喷嘴在其各自的末端处部分地重迭，并且在套筒构件42的整个周缘上方延伸。
每个狭缝44因此形成产生横向(此处为径向且水平)的干净气体流的喷嘴，该干净气体流在套筒周缘的给定部件(弧形件)上方延伸。产生的干净气体流因此也可比作片状物。在结合状态中，形成狭缝44的喷嘴允许形成干净气体的径向屏障(或幕帏)以防止炉气进入至主壳22中。
优选地，干净气体以高速吹送穿过狭缝44以对着面对套筒40形成干净气体压力锥(在轴向方向上，见图2中的参考符号50)。如将理解的，期望的是保持位于套筒构件40与42之间的相对小的环状间隙。实际上，环状间隙34的宽度取决于运动部件与固定部件之间的所需操作余隙。
获得的压力锥50将防止气体从炉子至主壳22的传送，直至某一压力差。干净气体的量和速度将决定炉气可通过干净气体屏障的压力差的水平。
优选地，气体可通过喷嘴/狭缝吹送，以使得该气体具有5至20m/s范围内的出口速度。如将理解的，最理想的操作值将提供低气体速度(用于降低的消耗)，然而该速度仍是能提供期望的密封效果的足够速度。本领域的技术人员因此可根据具体情况而调整气体速度。
如图1所示，干净气体注射喷嘴还可布置在主壳22内部，以便能够在异常情况或紧急情况下暂时地注射较高量的干净气体。如对本领域的技术人员将显而易见的是，上述设计不应理解为限制性的，因为可设想多种设计以在转子14与固定外壳12之间提供干净气体屏障。
特别地，提供的喷嘴-轴承套筒构件(与构件42类似)可在常见的旋转填料装置中容易地执行。例如具有小于转子14的直径的套筒构件可安 装在例如入口区段中，以便对着滚动轴承16下面、入口区段附近的旋转体24的内壁形成干净气体屏障。

Claims (6)

1.一种用于竖炉的旋转填料装置，包括：
固定外壳(12)，安装在所述竖炉的喉部上；
悬浮转子(14)，具有填料分配器(18)，所述悬浮转子被支撑在所述固定外壳(12)中，以使得所述悬浮转子能绕轴线旋转；
其中，所述悬浮转子(14)与所述固定外壳(12)配合以形成所述旋转填料装置的主壳(22)，环状间隙(34)保持在所述固定外壳与所述悬浮转子之间；
用于将干净气体供应至所述主壳中的装置包括一个或多个喷嘴(44)，所述一个或多个喷嘴沿周向布置在所述环状间隙(34)中以在其中吹送干净气体；
其特征在于，所述固定外壳包括与所述轴线同轴的第一柱形部分，且所述悬浮转子具有与所述第一柱形部分同心的第二柱形部分，其中固定柱形部分与旋转柱形部分限定所述环状间隙；并且所述一个或多个喷嘴布置成通过所述第一柱形部分或所述第二柱形部分中的至少一个吹送干净气体流，所述干净气体流基本上横向于所述间隙并且基本位于整个所述间隙的周缘上方。
2.根据权利要求1所述的旋转填料装置，其特征在于，所述干净气体流径向定向。
3.根据权利要求1或2所述的旋转填料装置，其特征在于，所述第一柱形部分包括分布在其周缘上方并且通向所述环状间隙的多个狭缝，干净气体通过所述狭缝被吹送以便在所述环状间隙中形成干净气体的屏障。
4.根据权利要求3所述的旋转填料装置，其特征在于，所述狭缝以交错方式布置，以使相邻的喷嘴在其各自的末端处部分地重迭，并且在所述第一柱形部分的套筒构件的整个周缘上方延伸。
5.根据权利要求1所述的旋转填料装置，其特征在于，所述气体流具有5至20m/s的范围内的出口速度。
6.根据权利要求1所述的旋转填料装置，其特征在于，所述环状间隙具有约0.1至5mm的径向宽度。
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