EA016935B1 - Распределительное устройство - Google Patents

Abstract

Распределительное устройство содержит распределительный лоток (3), проходящий внутри резервуара (1) под углом (α) наклона относительно вертикального направления и предназначенный для распределения материала во внутренней части резервуара (2). Поворотная рама (4) выполнена с возможностью поворота вокруг вертикальной центральной поворотной оси (L) и содержит, по существу, вертикальный входной канал (5), который проходит во внутреннюю часть резервуара (2). Распределительный лоток (3) присоединен к нижней части поворотной рамы (4), а указанный входной канал (5) открыт сверху для загрузки перемещающегося вниз под действием гравитации сыпучего материала и внизу для выгрузки этого материала в распределительный лоток (3) и по распределительному лотку (3) дальше в резервуар (1). Круглая несущая рама (6) прикреплена горизонтально к поворотной раме (4) и расположена концентрически относительно вертикальной центральной поворотной оси. Опорные ролики (7, 8, 9) присоединены к резервуару (1) так, что оси (10, 11, 12) опорных роликов расположены радиально относительно центральной поворотной оси (L). Указанные опорные ролики (7, 8, 9) расположены в контакте с несущей рамой (6) с обеспечением поддержки поворотной рамы на опорных роликах и установки поворотной рамы с возможностью поворота относительно резервуара. Привод (13) выполнен с возможностью поворота поворотной рамы (4). По меньшей мере один из трех опорных роликов (7, 8, 9) выполнен в виде опорного ролика (7), приводящего в движение поворотную раму и приводимого во вращение приводом (13). Распределительное устройство содержит противовес (22), закрепленный на поворотной раме (4) на противоположной относительно распределительного лотка (3) стороне центральной

Description

Область изобретения

Изобретение относится к распределительному устройству, определенному в ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Предпосылки изобретения

Из предшествующего уровня техники известно о предварительной подготовке минералосодержащего сырья перед загрузкой в электропечь, которая заключается в предварительном подогреве исходной смеси в отдельном бункере, когда, например, гранулированная или кусковая исходная смесь подогревается и сушится. Предварительный подогрев загружаемого материала осуществляется в целях снижения количества энергии, необходимого для плавления материала в электропечи, а также для испарения примесей перед загрузкой в электропечь. К тому же предварительно подогретый материал стабилизирует эксплуатацию печи. Обычно в каждой электропечи имеется одна или несколько печей предварительного нагрева. Для предварительного подогрева материала потоком высокотемпературного газа распределительное устройство через загрузочный бункер партиями подает материал в бункер. Обычно смесь горячих газов поступает в печь предварительного нагрева через ее нижнюю часть и равномерно распределяется внутри руслового материала. Печь предварительного нагрева соединена с плавильной печью отдельной рабочей трубой, которая проходит по потолку плавильной печи до внутренней части плавильной электропечи, и подает подогретый материал для плавления. Варианты выполнения печи предварительного нагрева описаны в патентах Финляндии №№ 842577, 105236 и 71088.

В патенте США № 4029220 описаны известные технические решения с распределителем роторного типа, с помощью которого сырьевой материал может быть подан в верхнюю часть резервуара, где он распределяется по подходящим участкам внутри резервуара. Для распределения сырьевого материала внутри резервуара распределительные устройства содержат расположенный под углом α относительно вертикали распределительный лоток. Кроме того, распределительные устройства содержат поворотную раму, которая может поворачиваться вокруг центральной вертикальной поворотной оси. Поворотная рама, по существу, содержит вертикально расположенный и ведущий внутрь резервуара входной канал. Распределительный лоток соединен с нижней частью поворотной рамы. Входной канал открыт вверху для загрузки движущегося под действием гравитации вниз сыпучего материала, а внизу - для его выгрузки в распределительный лоток, а затем через распределительный лоток - в резервуар. Кроме того, распределительное устройство содержит круглую несущую раму, прикрепленную горизонтально к поворотной раме и концентрически расположенную относительно центральной вертикальной поворотной оси. Опорные ролики соединены с резервуаром так, что их оси расположены радиально по отношению к центральной поворотной оси. Опорные ролики расположены так, что они вступают в контакт с несущей рамой для ее поддержки и для установки несущей рамы через подшипник с возможностью поворота относительно резервуара. Предусмотрены силовые средства, выполненные с возможностью поворота несущей рамы. В распределительном устройстве вышеуказанной заявки США поворотная рама содержит кольцевую шестерню, которая приводится в движение силовыми средствами с помощью зубчатого колеса.

К недостатком описанного распределительного устройства относится то, что кольцевая шестерня и зубчатое колесо являются дорогостоящими и быстровыходящими из строя деталями, требующими трудоемкого обслуживания и замены.

Цель изобретения

Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Особой целью настоящего изобретения является создание экономически выгодного, легкого в обслуживании распределительного устройства с длительным сроком эксплуатации.

Кроме того, целью настоящего изобретения является применение распределительного устройства без зубчатых колес и без шестерни.

Сущность изобретения

Достижение поставленной цели обеспечено созданием распределительного устройства, выполненного с возможностью подачи гранулированного, кускового и/или порошкообразного сыпучего материала через верхнюю часть резервуара во внутреннюю часть резервуара и содержащего распределительный лоток, проходящий внутри резервуара под углом наклона относительно вертикального направления и предназначенный для распределения материала во внутренней части резервуара;

поворотную раму, выполненную с возможностью поворота вокруг вертикальной центральной поворотной оси и содержащую, по существу, вертикальный входной канал, который проходит во внутреннюю часть резервуара, причем распределительный лоток присоединен к нижней части поворотной рамы, а указанный входной канал открыт сверху для загрузки перемещающегося вниз под действием гравитации сыпучего материала и внизу для выгрузки этого материала в распределительный лоток и по распределительному лотку дальше в резервуар;

круглую несущую раму, прикрепленную горизонтально к поворотной раме и расположенную концентрически относительно вертикальной центральной поворотной оси;

опорные ролики, которые присоединены к резервуару так, что оси опорных роликов расположены радиально относительно центральной поворотной оси, причем указанные опорные ролики расположены в контакте с несущей рамой с обеспечением поддержки поворотной рамы на опорных роликах и уста

- 1 016935 новки поворотной рамы с возможностью поворота относительно резервуара; и привод, выполненный с возможностью поворота поворотной рамы, при этом в указанном распределительном устройстве по меньшей мере один из трех опорных роликов выполнен в виде опорного ролика, приводящего в движение поворотную раму и приводимого во вращение приводом, при этом распределительное устройство содержит противовес, закрепленный на поворотной раме на противоположной относительно распределительного лотка стороне центральной поворотной оси, причем указанный противовес расположен с возможностью уравновешивания поворотной рамы, прикреплен к ней снаружи резервуара и представляет собой набор грузов, состоящий из нескольких наложенных друг на друга пластин.

Преимуществом настоящего изобретения является то, что для работы поворотного механизма распределительного устройства не требуются дорогостоящие шестерни или зубчатые колеса, таким образом, представленное распределительное устройство является более экономичным и простым в обслуживании по сравнению с ранее известными техническими решениями. Благодаря наличию противовеса нагрузка (усилие на подшипники опорного ролика прикладывается только в вертикальном направлении) на подшипники опорного ролика распределяется симметрично. Таким образом, подшипники не будут быстро изнашиваться, и их техническое обслуживание не потребует значительных материальных вложений. К тому же срок эксплуатации распределительного устройства по сравнению с предшествующим уровнем техники увеличивается.

В предложенном распределительном устройстве несущая рама может иметь, по существу, гладкую горизонтальную нижнюю поверхность, во фрикционном контакте с которой находятся опорные ролики.

Несущая рама также может иметь, по существу, гладкую вертикальную наружную периферическую поверхность, при этом распределительное устройство может содержать регулирующие ролики, установленные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей и расположенные в контакте с наружной периферической поверхностью для обеспечения поддержки поворотной рамы в боковом направлении.

В предложенном распределительном устройстве поворотная рама может проходить, по существу, вертикально через отверстие, выполненное в стенке, ограничивающей внутреннюю часть резервуара в верхнем направлении, при этом к стенке рядом с этим отверстием снаружи резервуара может быть прикреплена внешняя рама, к которой присоединены опорные ролики и регулирующие ролики, так что опорные ролики, регулирующие ролики, несущая рама и привод расположены снаружи резервуара.

В предложенном распределительном устройстве между стенкой резервуара и поворотной рамой может иметься уплотнение, образованное первым водонепроницаемым уплотнительным кольцом.

В предложенном распределительном устройстве между входным каналом и неподвижным подающим кольцом, через который сыпучий материал поступает во входной канал, может иметься уплотнение, образованное вторым водонепроницаемым уплотнительным кольцом, расположенным в верхней части входного канала.

Распределительный лоток может иметь боковые стенки и первое днище, на котором по длине распределительного лотка между боковыми стенками расположены выступы, отстоящие друг от друга и расположенные поперечно относительно направления перемещения материала, причем выступы выполнены с возможностью задержания между ними части сыпучего материала, так что сыпучий материал образует эндогенный защитный слой между потоком материала и днищем для предохранения днища от износа.

В предложенном распределительном устройстве во внутренней части резервуара входной канал в боковом направлении может быть ограничен вертикальной стенкой, в которой выполнено разгрузочное отверстие, через которое сыпучий материал выпускается в распределительный лоток, а в нижнем направлении может быть ограничен, по существу, горизонтально расположенным вторым днищем, расположенным ниже разгрузочного отверстия, так что сыпучий материал, собранный поверх второго днища, образует эндогенный защитный слой для защиты вертикальной стенки и второго днища входного канала от износа.

В предложенном распределительном устройстве резервуар может представлять собой бункер предварительного нагрева, связанный с металлургическим процессом, и может быть выполнен с возможностью предварительного нагрева сыпучего материала, подаваемого дальше в плавильную печь.

Описание чертежей

Ниже более подробно представлено описание настоящего изобретения посредством иллюстративных вариантов выполнения и со ссылкой на приложенные чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой вид сбоку в частичном разрезе варианта выполнения распределительного устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;

фиг. 2 - разрез по линии ΙΙ-ΙΙ, изображенной на фиг. 1; и фиг. 3 - вид в аксонометрии распределительного устройства, представленного на фиг. 1.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 и 2 представлено поворотное распределительное устройство, выполненное с возможностью загрузки через верхнюю часть 1 во внутреннюю часть 2 резервуара гранулированного, кускового и/или измельченного сыпучего материала.

- 2 016935

Распределительное устройство содержит распределительный лоток 3, который проходит внутрь резервуара 1 под углом α, равным приблизительно 45° относительно вертикального направления, и который при своем повороте распределяет в требуемые места во внутренней части резервуара 2 поступающий по лотку 3 материал. Лоток 3 соединен с полой поворотной рамой 4, которая поворачивается относительно вертикальной центральной поворотной оси Ь. В поворотной раме 4 размещен вертикально расположенный и ведущий снаружи во внутреннюю часть резервуара 2 входной канал 5. Во внутренней части 2 резервуара 1 распределительный лоток 3 соединен с нижней частью поворотной рамы 4. Входной канал 5 открыт вверху для загрузки перемещающегося вниз под действием гравитации через разгрузочное отверстие 29 сыпучего материала, а внизу - для его выгрузки по распределительному лотку 3 и дальше в резервуар 1.

К поворотной раме 4 присоединена горизонтальная кольцевая несущая рама 6, расположенная концентрически относительно вертикальной центральной поворотной оси Ь. Поворотная рама 4 проходит, по существу, вертикально вверх через отверстие 17, выполненное в стенке А, которая ограничивает внутреннюю часть 2 резервуара 1 в верхнем направлении. Внешняя рама 18 с прикрепленными к ней опорными роликами 7, 8, 9 присоединена к стенке А рядом с указанным отверстием за пределами резервуара. Оси 10, 11, 12 опорных роликов 7, 8, 9 размещены радиально относительно центральной поворотной оси Ь, отстоя друг от друга под углом в 120°. Опорные ролики 7, 8, 9 находятся в контакте с несущей рамой 6 для поддержки на них поворотной рамы и для установки поворотной рамы с возможностью поворота относительно резервуара. Один из опорных роликов 7 выполнен с возможностью приведения в движение поворотной рамы, и для вращения оси 10 указанного опорного ролика имеется привод 13. Опорные ролики 7, 8, 9, регулирующие ролики 16, несущая рама 6 и привод 13 расположены за пределами резервуара.

На фиг. 1 представлена несущая рама 6, по существу, с гладкой горизонтальной нижней поверхностью 14, во фрикционном контакте с которой взаимодействуют опорные ролики 7, 8, 9. Помимо этого, несущая рама имеет, по существу, гладкую вертикальную наружную периферическую поверхность 15. На фиг. 2 представлены три регулирующих ролика 16, установленных с возможностью вращения относительно вертикальной оси, которые находятся в контакте с наружной периферической поверхностью 15 несущей рамы 6, чтобы поддерживать поворотную раму 4 в боковом направлении.

Уплотнение, предусмотренное между стенкой А резервуара и поворотной рамой 4, обеспечено с помощью первого водонепроницаемого уплотнительного кольца 19. Второе водонепроницаемое уплотнительное кольцо 21, расположенное в верхней части входного канала 5, обеспечивает уплотнение между входным каналом 5 и неподвижным подающим кольцом 20, через которое поток сыпучего материала поступает во входной канал.

На фиг. 1 и 3 изображен противовес 22, расположенный на поворотной раме 4, на противоположной относительно распределительного лотка 3 стороне центральной поворотной оси Ь. Противовес 22 предназначен для уравновешивания поворотной рамы 4. Противовес 22 прикреплен к поворотной раме 4 снаружи резервуара. Противовес 22 представляет собой набор грузов для уравновешивания, состоящий из нескольких наложенных друг на друга пластин 23, число которых можно увеличивать для достижения баланса.

Распределительный лоток 3 содержит боковые стенки 24, 25 и первое днище 26. По всей длине распределительного лотка 3 между боковыми стенками 24, 25 первое днище 26 содержит выступы 27, отстоящие друг от друга и поперечно расположенные по отношению к направлению перемещения материала. Выступы 27 задерживают часть сыпучего материала, т. е. сыпучий материал образует эндогенный защитный слой между потоком сыпучего материала и днищем, предохраняя его от износа. Внутри резервуара 2 входной канал 5 по бокам ограничен вертикальной стенкой 28 с разгрузочным отверстием 29, через которое сыпучий материал поступает в распределительный лоток 3, а внизу - по существу горизонтально расположенным вторым днищем 30, размещенным ниже разгрузочного отверстия 29. Сыпучий материал, собранный вверху второго днища 30, образует защитный слой, предохраняющий вертикальную стенку 28 входного канала и второе днище 30 от износа. Образованный из сыпучего материала эндогенный защитный слой показан на фиг. 1 штриховкой.

Предпочтительно, резервуар 1, в который распределительное устройство подает сыпучий материал, является бункером, связанным с металлургическим процессом, и выполнен с возможностью предварительного подогрева сыпучего материала для его дальнейшей подачи в плавильную печь. При таком типе применений сыпучий материал содержит, например, спеченные окатыши, крупнокусковую руду, доменный кокс, куски угля или кварцевые глыбы.

С помощью элементов вибрационного питателя загружаемый материал из накопительного бункера подают в печь предварительного нагрева. Накопительный бункер используют как газовое уплотнение для печи. Распределительное устройство подает загружаемый материал в расположенные внутри печи предварительного нагрева камеры (бункеры). Из этих камер загружаемый материал по подающим трубам проходит вниз и затем поступает в плавильную печь. Распределительное устройство поворачивается и останавливается автоматически на каждом участке печи. Уровень загрузки камер материалом контроли

- 3 016935 руют путем непрерывного измерения уровня. Если в одном из участков уровень загрузки приближается к аварийному, распределительное устройство поворачивается автоматически, чтобы в первую очередь осуществить загрузку указанной камеры. Распределение материала контролируют, а управляющая автоматика обеспечивает наполнение каждой питающей трубы материалом в любое время, при этом также контролируют, чтобы угарный газ из плавильной печи по трубам не попадал в печь предварительного нагрева. Предпочтительно несущая рама содержит позиционные датчики, благодаря которым управляющей автоматике в любое время известно положение загрузочного устройства.

Данное изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами выполнения, но также возможно большое количество модификаций, которые находятся в пределах сущности изобретения, определенной в приложенной формуле изобретения.

Claims (9)

1. Распределительное устройство, выполненное с возможностью подачи гранулированного, кускового и/или порошкообразного сыпучего материала через верхнюю часть резервуара (1) во внутреннюю часть (2) резервуара, содержащее распределительный лоток (3), проходящий внутри резервуара (1) под углом α наклона относительно вертикального направления и предназначенный для распределения материала во внутренней части резервуара (2);

поворотную раму (4), выполненную с возможностью поворота вокруг вертикальной центральной поворотной оси (Ь) и содержащую, по существу, вертикальный входной канал (5), который проходит во внутреннюю часть резервуара (2), причем распределительный лоток (3) присоединен к нижней части поворотной рамы (4), а указанный входной канал (5) открыт сверху для загрузки перемещающегося вниз под действием гравитации сыпучего материала и внизу для выгрузки этого материала в распределительный лоток (3) и по распределительному лотку (3) дальше в резервуар (1);

круглую несущую раму (6), прикрепленную горизонтально к поворотной раме (4) и расположенную концентрически относительно вертикальной центральной поворотной оси;

опорные ролики (7, 8, 9), которые присоединены к резервуару (1) так, что оси (10, 11, 12) опорных роликов расположены радиально относительно центральной поворотной оси (Ь), причем указанные опорные ролики (7, 8, 9) расположены в контакте с несущей рамой (6) с обеспечением поддержки поворотной рамы на опорных роликах и установки поворотной рамы с возможностью поворота относительно резервуара;

привод (13), выполненный с возможностью поворота поворотной рамы (4), отличающееся тем, что по меньшей мере один из трех опорных роликов (7, 8, 9) выполнен в виде опорного ролика (7), приводящего в движение поворотную раму и приводимого во вращение приводом (13), при этом распределительное устройство содержит противовес (22), закрепленный на поворотной раме (4) на противоположной относительно распределительного лотка (3) стороне центральной поворотной оси (Ь), причем указанный противовес (22) расположен с возможностью уравновешивания поворотной рамы (4), прикреплен к ней (4) снаружи резервуара и представляет собой набор грузов, состоящий из нескольких наложенных друг на друга пластин (23).

2. Распределительное устройство по п.1, отличающееся тем, что несущая рама (6) имеет, по существу, гладкую горизонтальную нижнюю поверхность (14), во фрикционном контакте с которой находятся опорные ролики (7, 8, 9).

3. Распределительное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что несущая рама (6) имеет, по существу, гладкую вертикальную наружную периферическую поверхность (15), при этом распределительное устройство содержит регулирующие ролики (16), установленные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей и расположенные в контакте с наружной периферической поверхностью (15) для обеспечения поддержки поворотной рамы (4) в боковом направлении.

4. Распределительное устройство по п.3, отличающееся тем, что поворотная рама (4) проходит, по существу, вертикально через отверстие (17), выполненное в стенке (V), ограничивающей внутреннюю часть (2) резервуара (1) в верхнем направлении, при этом к стенке (V) рядом с этим отверстием снаружи резервуара прикреплена внешняя рама (18), к которой присоединены опорные ролики (7, 8, 9) и регулирующие ролики (16), так что опорные ролики (7, 8, 9), регулирующие ролики (16), несущая рама (6) и привод (13) расположены снаружи резервуара.

5. Распределительное устройство по п.4, отличающееся тем, что уплотнение между стенкой (V) резервуара и поворотной рамой (4) образовано посредством первого водонепроницаемого уплотнительного кольца (19).

6. Распределительное устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что уплотнение между входным каналом (5) и неподвижным подающим кольцом (20), через который сыпучий материал поступает во входной канал (5), образовано вторым водонепроницаемым уплотнительным кольцом (21), расположенным в верхней части входного канала (5).

7. Распределительное устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что распределительный

- 4 016935 лоток (3) имеет боковые стенки (24, 25) и первое днище (26), на котором по длине распределительного лотка (3) между боковыми стенками (24, 25) расположены выступы (27), отстоящие друг от друга и расположенные поперечно относительно направления перемещения материала, причем выступы (27) выполнены с возможностью задержания между ними части сыпучего материала, так что сыпучий материал образует эндогенный защитный слой между потоком материала и днищем для предохранения днища от износа.

8. Распределительное устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что во внутренней части (2) резервуара входной канал (5) в боковом направлении ограничен вертикальной стенкой (28), в которой выполнено разгрузочное отверстие (29), через которое сыпучий материал выпускается в распределительный лоток (3), а в нижнем направлении ограничен, по существу, горизонтально расположенным вторым днищем (30), расположенным ниже разгрузочного отверстия (29), так что сыпучий материал, собранный поверх второго днища (30), образует эндогенный защитный слой для защиты вертикальной стенки (28) и второго днища (30) входного канала от износа.

9. Распределительное устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что резервуар (1) представляет собой бункер предварительного нагрева, связанный с металлургическим процессом, и выполнен с возможностью предварительного нагрева сыпучего материала, подаваемого дальше в плавильную печь.