TW201604511A - 用於治金反應器的充塡裝置的變速箱總成 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於一冶金反應器之一充填裝置(1)的變速箱總成(2)，該變速箱總成(2)包含：一固定殼體(3)，其用於安置一齒輪總成，該殼體(3)包含具有一中心開口(9)之一底部區段(3.3)，及一轉子(4)，其安裝於該殼體(3)內，該轉子用於繞界定一軸向方向之一第一軸線(A)旋轉，該轉子包含用於該齒輪總成之一支撐件(4)，該支撐件(4)之一下部區段(4.1)配置於該中心開口(9)內。 為了提供對齒輪總成之較好保護，該底部區段(3.3)包含徑向地向內延伸至一第一半徑之一第一環形部分(7、8)，且該下部區段(4.1)具有徑向地向外延伸至大於該第一半徑之一第二半徑的一第二環形部分(10.1)，該第二環形部分(10.1)係配置成鄰近於該第一環形部分(7、8)，其中該第一環形部分(7、8)包含經配置以用於與該第二環形部分(10.1)滑動接觸之一環元件(8)。

Description

用於治金反應器的充填裝置的變速箱總成

本發明係關於一種用於一冶金反應器之一充填裝置的變速箱總成。本發明進一步係關於用於一冶金反應器之一充填裝置。

冶金反應器係此項技術中所熟知的。此等反應器典型地自上方藉由充填裝置重力進料，該充填裝置又可自中間漏斗饋送有塊狀材料。一種類型之充填裝置揭示於國際申請案WO 2012/016902 A1中。此處，材料係經由給料器噴嘴進料，該給料器噴嘴定位於分配滑槽之入口上方。滑槽安裝於可旋轉支撐件上，給料器噴嘴係配置於可旋轉支撐件中。為提供滑槽之二維移動性，滑槽亦藉由連接至齒輪總成之軸桿而可相對於支撐件傾斜。齒輪總成定位於藉由支撐件及固定殼體(支撐件可旋轉地安裝於其上)形成之變速箱內。為了保護齒輪總成，殼體之底部部分具有帶冷卻電路之防熱防護罩。防護罩界定中心開口，支撐件之下部部分係配置於該中心開口中。儘管此器件之總體設計為有效的且提供對齒輪總成之充分保護，但來自反應器之熱及灰塵可進入至變速箱中，尤其在殼體及/或支援件變形時係如此。

因此，本發明之目標為提供對齒輪總成之較好保護。該目標係藉由根據申請專利範圍第1項之變速箱總成及根據申請專利範圍第12項之充填裝置來解決。

本發明提供一種用於冶金反應器之充填裝置之變速箱總成。詳言之，該冶金反應器可為高爐型的。充填裝置通常將屬於塊狀材料係重力進料至反應器之類型。因此，在此等狀況下，該充填裝置(至少對於較大零件而言)意欲安設在反應器上方。本發明總成包含用於安置齒輪總成之固定殼體，該殼體包含具有中心開口之底部區段。當然，術語「固定」係指充填裝置安裝至反應器時之狀態。「底部」側係變速箱總成的面向反應器之側，該側在重力進料系統中為下側。典型地，該殼體經設計以自上方、下方及側向地自一側保護齒輪總成。當然，該殼體可包含用於齒輪總成之維護及安裝或卸除的檢修門。應理解，由於底部區段面向反應器，因此其可包含類似於耐火層及/或冷卻電路之防熱元件。替代地，此類防熱元件可安裝於底部區段下方。

該變速箱總成進一步包含安裝於該殼體內之轉子，該轉子用於繞界定軸向方向之第一軸線旋轉，該轉子包含用於齒輪總成之支撐件，該支撐件之下部區段配置於中心開口內。詳言之，該支撐件可為圓柱形的，但亦可包括沿對稱軸線逐漸變窄之形狀。通常，支撐件關於第一軸線對稱且具有圓形橫截面。然而，橫截面亦可為(例如)多邊形(具有大量拐角)，只要此形狀並不妨礙在殼體內之旋轉即可。當然，殼體具有收納支撐件之凹槽。支撐件在一定程度上可向下穿過中心開口，但其下部末端通常在開 口內。

至此所描述之元件的組態本質上對應(例如)於WO 2012/016902 A1中所展示之具體實例。

根據本發明，底部區段包含徑向向內延伸至第一半徑之第一環形部分，且下部區段具有徑向向外延伸至大於第一半徑之第二半徑的第二環形部分。「徑向」在本文中係指由軸向方向界定之座標系統。兩個半徑之關係意謂兩個環形區段在軸向方向上重疊。在本文中，第二環形部分係配置成鄰近於第一環形部分。在此上下文中，「鄰近」意謂兩個環形部分之間的距離極小，至少相比於變速箱總成之尺寸係如此。如稍後將解釋的，兩個環形部分可彼此接觸。在任何狀況下，兩個部分之重疊意謂沿軸向方向自變速箱總成下方至其內部中之直接路徑被阻斷。換言之，熱氣及/或灰塵(若存在)將必須行進較長的路來到達變速箱總成中。當然，為允許圍繞第一軸線之不受阻礙的旋轉，該第一環形部分及該第二環形部分具有關於該第一軸線之對稱性。

為允許較好密封以抵抗熱氣及灰塵，第二環形部分較佳經配置以用於與第一環形部分滑動接觸。此意謂殼體及支撐件之尺寸及其相對於彼此之位置經選擇以致兩個環形部分彼此接觸，使得第二環形部分可在轉子旋轉期間沿第一環形部分滑動。

在較佳具體實例中，第一環形部分在軸向上配置於第二環形部分上方。換言之，第一環形部分距變速箱總成之反應器側較遠。此處及在下文中，如「在……上方」、「在……下方」、「向上」、「向下」等之術語係指軸向方向，其中殼體之底部區段處於其「下」側上。

本發明之所關注特徵係鍋爐壓力作用於第二環形部分上且將第二環形部分推向第一環形部分。因此，隨著冶金反應器中之壓力增加，第一環形部分與第二環形部分之間的接觸壓力亦增加。因此，隨著反應器壓力增加，密封變得較有效。冶金反應器壓力實際上用以密封變速箱總成。

在上文所提及之具體實例中，第一環形部分包含向下突出部分為尤其較佳的。此向下突出部分之存在意謂至變速箱內部之可能路徑將向上導引以越過第二環形部分，接著徑向向內且可能向下以越過向下突出部分且最終再次向上。在此狀況下，該路徑相當長且較複雜，使得變速箱總成之內部受到有效保護。詳言之，向下突出部分可自上方接觸第二環形部分。

第一環形部分包含經配置以用於與第二環形部分滑動接觸之環元件。此環元件通常係單獨製造的且隨後經安裝至殼體之底部部分。 環元件之材料可經選擇以對滑動接觸最佳。由於環元件可經受來自反應器之至少中等高溫，因此該材料應經選擇以抵抗此類高溫。第一環形部分之環元件至少部分地由黃銅製成係尤其較佳的。此材料具有尤其良好之滑動特性。當然，不同材料可組合於環元件中。替代地或另外，第二環形部分可包含環元件，其較佳由硬金屬或陶瓷材料製成。

在一些具體實例中，該環元件至少間接地連接至殼體之底板。當然，此底板位於殼體之底部區域中且通常沿垂直於第一軸線之平面延伸。該底板可由金屬(例如，鋼)製成。該底板亦可由藉由焊接或此項技術中已知之其他技術所連接的個別元件構成。

在此上下文中，該環元件經由中間板連接至底板係有利的。 此中間板可以可拆卸方式安裝至底板及/或環元件。此情形使得在必要時較易於將環元件與底板斷開連接以用於維護或替換。

潤滑劑配置於第一環形部分與第二環形部分之間係極佳的。在此狀況下，若由潤滑劑層建立接觸，則亦將兩個環形部分視為彼此接觸。潤滑劑較佳係半液體或糊狀，至少在室溫下係如此。潤滑劑(詳言之，其可為潤滑脂)之功能一方面為減小兩個部分之間的摩擦，另一方面為至少部分地增強密封特性。在潤滑劑層存在於兩個部分之間的情況下，無灰塵或熱氣可穿過。當然，灰塵可在一定程度上受潤滑劑束縛。

為提供潤滑劑之較好容納及/或擴散，第一環形部分較佳具有用於潤滑劑之至少一個通道。此類通道通常配置於第一環形部分之接觸第二環形部分的表面上。若如上文所提及般使用環構件，則將通道配置於環構件上。

較佳地，變速箱總成具有連接至該至少一個通道之至少一個供應管。此情形大大促進潤滑劑在充填裝置之操作期間的供應。詳言之，此類供應管本質上在徑向方向上延行。當然，可使用在不同位置上接觸通道之複數個供應管。

在較佳具體實例中，第二環形部分在徑向向外側邊上由向上延伸之鼻部區段定界。一方面，此鼻部區段可進一步增加用於熱氣及/或灰塵之路徑之長度且因此增強「曲徑」效應。另一方面，若潤滑劑配置於第二環形部分之上側上，則此鼻部區段可防止不必要的潤滑劑損耗。歸因於反應器之接近性，環形部分可經受高溫，在高溫下，在室溫下高度黏稠或糊狀之潤滑劑變為流體。此鼻部區段典型地配置於第二環形部分之徑向向 外延伸部分上。因此，潤滑劑在外側上由鼻部區段容納且在內側上通常由支撐件之垂直延伸壁容納。

本發明進一步提供用於冶金反應器之充填裝置。該充填裝置包含如上文所描述之根據本發明之變速箱總成及安裝至支撐件且配置於殼體內之齒輪總成。因此，齒輪總成為轉子之一部分且隨支撐件旋轉。儘管在本文中將殼體及支撐件界定為變速箱總成之部分，但殼體內之齒輪總成可包含亦可被視為變速箱之一部分的額外殼體組件。

此外，該充填裝置包含滑槽，該滑槽安裝至支撐件且經由用於關於第二軸線傾斜之傾斜軸桿連接至齒輪總成，該滑槽之上部入口配置成經由配置於支撐件內之給料器噴嘴進料。滑槽及給料器噴嘴之組態本質上對應於WO 2012/016902 A1中所展示之具體實例。該給料器噴嘴典型地穿過殼體之上部開口向下延伸至支撐件中。塊狀材料經饋送至給料器噴嘴中且歸因於重力而向下落至滑槽之上部入口中。該滑槽接著將材料引導至可藉由支撐件之旋轉位置及滑槽自身之傾斜位置而指定的位置。應瞭解，該充填裝置可包含額外組件，例如，置放於給料器噴嘴周圍之冷卻罩、保護殼體之底部區段的冷卻電路及/或耐火層等。

1‧‧‧充填裝置

2‧‧‧變速箱總成

3‧‧‧固定殼體

3.1‧‧‧頂部區段

3.2‧‧‧側向區段

3.3‧‧‧底部區段

4‧‧‧圓柱形支撐件

4.1‧‧‧下部區段

5‧‧‧滾柱軸承

6‧‧‧底板

7‧‧‧中間板

8‧‧‧黃銅環

8.1‧‧‧通道

9‧‧‧中心開口

10‧‧‧凸緣構件

10.1‧‧‧凸緣區段

10.2‧‧‧鼻部區段

11‧‧‧供應管

12‧‧‧下部隔熱罩

A‧‧‧垂直軸線

現將參看圖式來描述本發明之細節，其中圖1為根據本發明之充填裝置之一部分的橫截面透視圖；圖2為圖1之充填裝置之細節的放大視圖；及圖3為處於變形狀態下之圖1的充填裝置之一部分的橫截面透視圖。

圖1展示用於冶金反應器之充填裝置1之一部分。充填裝置1包含關於垂直軸線A大部分對稱之變速箱總成2。應瞭解，圖1僅展示整個總成2之大約60°的弧狀區段，該總成作為整體大體上為環形。變速箱總成2包含用於配置齒輪總成(未圖示)之固定殼體3。殼體3包含頂部區段3.1、側向區段3.2及底部區段3.3。在所描繪之具體實例中，頂部區段3.1及側向區段3.2係形成為單件式且底部區段3.3安裝至該等區段。然而，其他組態係可能的。殼體3之整體形狀為環形且側向區段3.2之形狀為圓柱形。底部區段3.3包含本質上配置成垂直於軸線A之底板6。底板6徑向向內為中間板7，該中間板亦本質上垂直於軸線A延伸。在中間板7之徑向最內部分上，黃銅環8固定至其底側。兩個板6、7由弧狀片段構成，但其亦可形成為單件式。中間板7藉由螺栓安裝至底板6及環8以允許容易拆開。 在操作狀態下，界定中心開口9之底部區段3.3面向反應器(未圖示)。下部隔熱罩12安設於底板6下方，該下部隔熱罩包含本文中將不進行詳細描述之冷卻系統及耐火層。

用於齒輪總成之圓柱形支撐件4借助於滾柱軸承5安裝於殼體3上，該滾柱軸承配置於頂部區段3.1附近。支撐件4之下部區段4.1配置於開口9內。在此下部區段4.1中，支撐件4包含具有徑向向外延伸之凸緣區段10.1的凸緣構件10。凸緣構件10由耐磨材料(諸如，鋼)製成。如自圖1及自圖2中之放大視圖可見，凸緣區段10.1徑向延伸至大於中間板7及環8之內半徑的半徑。因此，此等元件7、8、10在軸向方向上重疊。此外，環8自中間板7向下延伸。因此，即使環8不與凸緣構件10接觸，自變速箱總成2之底側至其內部之路徑仍複雜且長，由此灰塵及/或熱氣無法 容易地到達內部。

此效應藉由以下事實而很大程度地得以改良：潤滑脂(未圖示)配置於環8與凸緣區段10.1之間，藉以此等元件8、10.1彼此滑動接觸。一方面，該潤滑脂充當潤滑劑；另一方面，其充當密封媒介。潤滑脂係經由複數個供應管11供應，該等供應管道中之一者展示於圖1及圖2中。每一供應管11連接至通道8.1(參見圖2)，該通道在環8周圍環形地延行。通道8.1之功能為將潤滑脂供應至環8與凸緣構件10之凸緣區段10.1之間的接觸表面以及將潤滑脂沿圓周分配。雖然潤滑脂在室溫下為糊狀，但其在可在冶金反應器之操作期間出現的高溫下變成液體且相當薄。在正常操作條件下，此類高溫將為高達大約200℃。為防止液化潤滑脂徑向向外流動且損耗，凸緣構件10在凸緣區段10.1之徑向最外部分上包含面向上之鼻部區段10.2，該鼻部區段形成限制。

圖1展示在正常工作壓力下之變速箱總成2之組件，而圖3展示在高壓下之變形狀態。冶金反應器壓力(詳言之，其影響總成2之徑向內部部分)導致頂部區段3.1之內部部分相對於外部部分的升高。因此，軸承5及支撐件4提昇。然而，由於凸緣構件10(其為支撐件4之一部分)之凸緣區段10.1配置於環8下方，因此該提昇並不導致凸緣構件10與環8之斷開連接。相反，此等兩個部分8、10甚至更緊密地按壓在一起。亦即，隨著溫度上升，密封效應變得更大。如自圖3可見，底板6在中間板7及環8由凸緣構件10提昇時亦變形。供應管11足夠可撓以保持與通道8.1接觸，由此可甚至在高溫下供應潤滑脂。

應更解，變速箱總成2之變形以誇示方式展示於圖3中。然 而，由於凸緣構件10及環8之密封效應在此等元件8、10彼此滑動接觸時極大地改良，因此變形甚至用以改良連接為相當大的優點。

1‧‧‧充填裝置

2‧‧‧變速箱總成

3‧‧‧固定殼體

3.1‧‧‧頂部區段

3.2‧‧‧側向區段

3.3‧‧‧底部區段

4‧‧‧圓柱形支撐件

4.1‧‧‧下部區段

5‧‧‧滾柱軸承

6‧‧‧底板

7‧‧‧中間板

8‧‧‧黃銅環

9‧‧‧中心開口

10‧‧‧凸緣構件

11‧‧‧供應管

12‧‧‧下部隔熱罩

A‧‧‧垂直軸線

Claims (12)

1. 一種用於冶金反應器之充填裝置(1)的變速箱總成(2)，該變速箱總成(2)包含：一固定殼體(3)，其用於安置一齒輪總成，該殼體(3)包含具有一中心開口(9)之一底部區段(3.3)，一轉子，其安裝於該殼體(3)內，該轉子用於繞界定一軸向方向之一第一軸線(A)旋轉，該轉子包含用於該齒輪總成之一支撐件(4)，該支撐件(4)之一下部區段(4.1)係配置於該中心開口(9)內，其中該底部區段(3.3)包含徑向地向內延伸至一第一半徑之一第一環形部分(7、8)，且該下部區段(4.1)具有徑向地向外延伸至大於該第一半徑之一第二半徑的一第二環形部分(10.1)，該第二環形部分(10.1)係配置成鄰近於該第一環形部分(7、8)，且其中該第一環形部分(7、8)包含經配置以用於與該第二環形部分(10.1)滑動接觸之一環元件(8)。
2. 如申請專利範圍第1項之變速箱總成，其中該第二環形部分(10.1)經配置以用於與該第一環形部分(7、8)滑動接觸。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之變速箱總成，其中該第一環形部分(7、8)在軸向上配置於該第二環形部分(10.1)上方。
4. 如申請專利範圍第3項之變速箱總成，其中該第一環形部分(7、8)包含一向下突出部分(8)。
5. 如前述申請專利範圍中任一項之變速箱總成，其中該環元件(8)係至 少部分地由黃銅製成。
6. 如前述申請專利範圍中任一項之變速箱總成，其中該環元件(8)係至少間接地連接至該殼體(3)之一底板(6)。
7. 如申請專利範圍第6項之變速箱總成，其中該環元件(8)經由一中間板(7)連接至該底板(6)。
8. 如前述申請專利範圍中任一項之變速箱總成，其中一潤滑劑係配置於該第一環形部分(7、8)與該第二環形部分(10.1)之間。
9. 如申請專利範圍第8項之變速箱總成，其中該第一環形部分(7、8)具有用於該潤滑劑之至少一個通道(8.1)。
10. 如申請專利範圍第9項之變速箱總成，其中至少一個供應管(11)係連接至該至少一個通道(8.1)。
11. 如申請專利範圍第3項至第10項中任一項之變速箱總成，其中該第二環形部分(10.1)在一徑向地向外側邊上由一向上延伸之鼻部區段(10.2)定界。
12. 一種用於一冶金反應器之充填裝置(1)，其包含如申請專利範圍第1至11項中任一項之變速箱總成(2)，一齒輪總成，其係安裝至該支撐件且配置於該殼體(3)內，一滑槽，其係安裝至該支撐件(4)且經由用於關於一第二軸線傾斜之一傾斜軸桿而連接至該齒輪總成，該滑槽之一上部入口配置成經由配置於該支撐件(4)內之一給料器噴嘴而進料。