TWI510634B - 具有由萬向懸架支撐的布料斜槽的用於分佈散裝物料的裝置 - Google Patents

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TWI510634B
TWI510634B TW100113906A TW100113906A TWI510634B TW I510634 B TWI510634 B TW I510634B TW 100113906 A TW100113906 A TW 100113906A TW 100113906 A TW100113906 A TW 100113906A TW I510634 B TWI510634 B TW I510634B
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Description

具有由萬向懸架支撐的布料斜槽的用於分佈散裝物料的裝置
本發明通常涉及將物料裝入冶金反應器中，例如，熔融氣化爐(melter-gasifier)、集料反應器或鼓風爐。更具體地，本發明涉及用於在冶金反應器內分佈(distribute，分配)爐料的裝置。
布料裝置是任何典型的頂部裝料設備的關鍵組成部分，因為適當的爐料分佈對於反應器操作來說是至關重要的。
在煉鐵工業中，名稱為bell less top®(無料鐘爐頂)的商業上已知的裝料系統已廣泛用於對鼓風爐裝料。此系統典型地包括具有布料槽的布料裝置，該布料槽可圍繞豎直的爐軸線旋轉並可圍繞水準軸線樞轉，以如所期望地在料線(stockline)上分佈散裝物料(bulk material)。該裝置具有用於根據期望的裝料輪廓(profile)旋轉和樞轉布料槽的機構。例如，在國際專利申請WO 95/21272中和在美國專利US 5,022,806、US 4,941,792、US 3,814,403和US 3,693,812中已經公開了此類型的系統。通過圍繞豎直爐軸線旋轉布料槽並通過改變布料槽的傾斜角，可將散裝物料引導至裝料表面的幾乎任何點。除了許多其他優點以外，此類型的布料裝置由於其將爐料分佈在裝料表面上的多功能性而使得能夠具有許多種裝料輪廓。因此，其要求高度發達的設備，尤其是關於用於旋轉和樞轉布料槽的機構。
一種目前應用不太廣泛的替代方式是所謂的萬向型或萬向節型布料裝置。此類型具有管狀布料斜槽，其以萬向方式懸掛以便可圍繞兩個通常相互垂直的軸線樞轉，典型地，其中一個軸線是水準的。由於萬向型裝置沒有轉體(>360°)旋轉的旋轉斜槽支撐裝置，所以其理論上便於驅動設備的構造，如果布料槽的冷卻如所希望的，則便於相應冷卻設備的構造。
美國專利US 4,243,351中公開了萬向型布料裝置的一個早期實例。在支撐叉上懸掛斜槽，支撐叉的第一端可旋轉地支撐以提供圍繞第一水準軸線的樞轉。斜槽在支撐叉的叉形第二端上樞轉地懸掛，以提供斜槽圍繞垂直於第一軸線的第二軸線的樞轉。第一致動器與支撐叉的第一端連接，以圍繞第一軸線樞轉。支撐叉進一步承載傳動機構，以將第二致動器的動作從支撐叉的第一端傳送至其第二端上的斜槽的樞轉懸架。在專利文獻中已經提出了許多類似的設計，例如：US 3,972,426；US 4,306,827；US 4,525,120；IT 1103916；IT 1126248和DE 2 649 248。例如，在US 4,306,827、US 4,889,004和US 4,889,008中更詳細地描述了用於樞轉斜槽的適當的驅動設備的實例。在這種裝置中，斜槽的支撐裝置通常是如上所述的叉形構件，其承載與第二致動器連接的斜槽和傳動機構，以圍繞第二軸線樞轉。叉型支撐裝置被設計為用於大負載和大扭矩，其具有比較大的尺寸和比較重的重量，因此增加第一軸線(即，主懸架軸線)上的慣性力矩。
在日本專利申請JP 58 207303中和在歐洲專利EP 1 833 999中已經提出了在主懸架軸線上具有減小的慣性力矩的設計。在 這些裝置中，具有兩個環形平衡環(gimbal)構件的傳統萬向構造支撐斜槽。具有兩個相似的傳動機構的驅動設備將萬向懸架(尤其是具有兩個樞轉自由度的平衡環構件)與相應的致動器連接。與上述叉型設計相比，平衡環構件尺寸小且不重，因為其不承載任何傳動機構的負載。根據JP 58 207303和EP 1 833 999的設計的缺點在於在其驅動設備中使用的致動器。與根據US 4,306,827、US 4,889,004和US 4,889,008的驅動構造相反，其使用線性致動器，即液壓缸，以致動兩個自由度中的每個。如將理解的，這種設計意味著，每個致動器是永久振動的，以實現典型的要求斜槽出口的圓形或螺旋形運動的裝料模式(pattern)。結果，根據JP 58 207303和EP 1 833 999的裝置本質上遇到一定程度的致動器故障和隨之產生的維修。
考慮到上述問題，本發明的第一目的是，提供一種具有萬向型斜槽懸架的布料裝置，其具有相對低的慣性力矩和更可靠的驅動設備。
本發明涉及任何用於在冶金反應器中(尤其是在鼓風爐中)分佈散裝物料的裝置，其包括由萬向懸架支撐的布料斜槽。
萬向懸架典型地具有可圍繞第一軸線樞轉的第一平衡環構件和可圍繞第二軸線樞轉的第二平衡環構件，第二軸線優選地垂直於第一軸線。第二平衡環構件由第一平衡環構件樞轉地支撐。此外，該 裝置具有帶有兩個傳動機構(例如，連杆機構)的驅動設備，用於控制布料斜槽圍繞第一和第二萬向軸的樞轉運動。
為了實現上述第一目的，驅動設備包括具有可圍繞第三軸線樞轉的第一零件和可圍繞第四軸線樞轉的第二零件的補充的或輔助的萬向節，第四軸線優選地垂直於第三軸線。第二零件由第一零件樞轉地支撐。為了實現上述目的，驅動設備進一步具有與旋轉驅動軸接合的或裝配有旋轉驅動軸的旋轉電機，以任何適當的方式將旋轉驅動軸佈置為可軸向滑動。驅動軸通過鉸接臂與萬向節的第二零件連接，使得驅動軸的旋轉位置和軸向位置分別確定第二零件圍繞第三和第四軸線的樞轉位置。兩個傳動機構將補充的萬向節與萬向斜槽懸架連接，使得將分別圍繞第三和第四軸線的扭矩(力矩)從輔助關節傳送至懸架，以分別圍繞第一和第二萬向軸如所期望地樞轉布料斜槽。更具體地，第一傳動機構將第一零件與第一平衡環構件連接，或將第二零件與第二平衡環構件連接。另一方面，第二傳動機構將第二零件與第二平衡環構件連接。
通過提供補充的萬向節(當考慮到與傳動機構脫離時，其與斜槽的萬向懸架無關)，所提出的構造使得具有旋轉電機的驅動系統能夠作為主驅動器/致動器，以啟動萬向型懸架，即在典型的同心環裝料過程中操作斜槽。輔助萬向節提供兩個附加的自由度，與萬向斜槽懸架的那些自由度無關，並且，由於傳動機構的原因，可位於任何適當位置，例如，與反應器軸線側向地偏移。因此，輔助萬向節的第三和第四軸線分別與第一和第二軸線偏移，即使其可以是分別平行 的。因此，驅動設備的部件(尤其是致動器)可適當地部分位於反應器外殼內，或者，優選地，位於反應器外殼外，以減少對反應器環境的暴露。
如將理解的，將旋轉電機作為致動器允許裝料典型地是環形或螺旋形的模式，不需要線性致動器的恒定的往復運動。因此，由於旋轉驅動裝置的典型的高可用性，即，由於其內在的可靠性，所提出的構造不太發生致動器故障，因此，比在JP 58 207303和EP 1 833 999中提出的現有技術裝置更可靠。
在申請專利範圍第2-16項中限定了進一步的優選實施方式。
A，B‧‧‧萬向懸架軸線
C，D‧‧‧萬向節軸線
R‧‧‧旋轉軸線
X‧‧‧第二零件134的軸線
Y‧‧‧斜槽102的軸線
100‧‧‧布料裝置
102‧‧‧布料斜槽
110‧‧‧萬向懸架
112‧‧‧第一平衡環構件
114‧‧‧第二平衡環構件
116‧‧‧支撐結構
118‧‧‧頂部
122‧‧‧第一傳動機構
124‧‧‧第二傳動機構
130‧‧‧萬向節
132‧‧‧第一零件
134‧‧‧第二零件
140‧‧‧旋轉驅動軸
142‧‧‧旋轉電機
144‧‧‧鉸接臂
146‧‧‧第一構件
148‧‧‧第二構件
150‧‧‧第一旋轉關節
152‧‧‧第二旋轉關節
154‧‧‧第三旋轉關節
160‧‧‧線性致動器
162‧‧‧安裝法蘭
164‧‧‧殼體
166‧‧‧支撐板
172，174‧‧‧輸出連接杆
176，178‧‧‧樞轉杠杆
180‧‧‧支撐塊
182，184‧‧‧輸入連接杆
200‧‧‧布料裝置
202‧‧‧布料斜槽
210‧‧‧萬向懸架
212‧‧‧第一平衡環構件
214‧‧‧第二平衡環構件
222‧‧‧第一傳動機構
224‧‧‧第二傳動機構
230‧‧‧萬向節
240‧‧‧旋轉驅動軸
242‧‧‧旋轉電機
244‧‧‧鉸接臂
260‧‧‧線性致動器
262‧‧‧安裝法蘭
266‧‧‧支撐板
272，274‧‧‧輸出連接杆
276，278‧‧‧樞轉杠杆
280‧‧‧支撐塊
282，284‧‧‧輸入連接杆
300‧‧‧布料裝置
302‧‧‧布料斜槽
310‧‧‧萬向懸架
312‧‧‧第一平衡環構件
314‧‧‧第二平衡環構件
322‧‧‧第一傳動機構
324‧‧‧第二傳動機構
330‧‧‧萬向節
332‧‧‧第一零件
334‧‧‧第二零件
340‧‧‧旋轉驅動軸
342‧‧‧旋轉電機
344‧‧‧鉸接臂
360‧‧‧線性致動器
366‧‧‧支撐板
372，374‧‧‧輸出連接杆
376，378‧‧‧樞轉杠杆
382，384‧‧‧輸入連接杆
400‧‧‧布料裝置
410‧‧‧萬向懸架
412‧‧‧第一平衡環構件
414‧‧‧第二平衡環構件
422‧‧‧第一傳動機構
424‧‧‧第二傳動機構
430‧‧‧萬向節
432‧‧‧第一零件
434‧‧‧第二零件
440‧‧‧旋轉驅動軸
444‧‧‧鉸接臂
472，474‧‧‧輸出連接杆
482‧‧‧輸入連接杆
484‧‧‧輸入連接連杆
483，485‧‧‧輸入曲柄臂
487‧‧‧旋轉關節
492，494‧‧‧樞轉軸
493，495‧‧‧輸出曲柄臂
α，β‧‧‧限定Y的方向的角度
γ，δ‧‧‧限定X的方向的角度
現在將參照附圖通過非限制性說明來描述本發明的優選實施方式，其中：圖1A和圖1B是具有通過萬向懸架支撐的布料斜槽的裝料裝置的第一實施方式的側視圖，圖1A和圖1B分別是沿著兩個垂直的萬向懸架軸線的任一軸線的視圖；圖2是根據圖1構造的並安裝在冶金反應器的頂部中的裝料裝置的透視圖；圖3A和圖3B是裝料裝置的第二實施方式的側視圖，圖3A和圖3B分別是沿著兩個垂直的萬向懸架軸線的任一軸線的視圖；圖4A和圖4B是裝料裝置的第三實施方式的側視圖，圖4A和圖4B分別是沿著兩個垂直的萬向懸架軸線的任一軸線的視圖； 圖5是示意性地示出了裝料裝置的第四實施方式的透視圖。
在這些圖中，相同的參考標記或百位元數位增加的參考標記表示相同或相似的零件。
圖1A和圖1B示出了布料裝置的第一實施方式，通常用參考數位100表示。裝置100包括管狀形狀的布料斜槽102，例如，該布料斜槽帶有具有截頭圓錐形外殼的槽本體。通過萬向懸架110支撐布料斜槽102，萬向懸架110包括外部的第一平衡環構件112和內部的第二平衡環構件114。在所示實施方式中，兩個平衡環構件112，114都是環形萬向環。由於萬向懸架110，斜槽102的出口可在任何方向上如所期望地定向，以將散裝物料流引導至反應器內部的裝料表面的任何期望的點。
如在圖2中最佳地看到的，外部的平衡環構件112具有對角地相對的樞軸，通過該樞軸，外部的平衡環構件112樞轉地支撐在環形支撐結構116上，環形支撐結構116固定在冶金反應器(未完全示出)的頂部118內，例如，鼓風爐爐喉內。因此，第一平衡環構件112可圍繞通常水準的第一軸線A樞轉。較小直徑的第二平衡環構件114支撐在對角地相對的樞軸上，該樞軸將第二平衡環構件114與第一平衡環構件112連接，使得第二平衡環構件114可圍繞位於垂直於軸線A的平面中的第二軸線B樞轉。將布料斜槽102可去除地安裝至萬向懸架110，例如，將布料斜槽的上端安裝在內部的第二平衡環構件114內。如將理解的，相反的佈置也在本發明的範圍內，其中，內部 的平衡環構件支撐於反應器結構上(例如，在送料斜槽(未示出)上)，並且斜槽支撐外部平衡環構件樞轉地支撐于內平衡環構件上。萬向懸架110典型地被佈置為使得在豎直位置中，布料斜槽102與反應器主軸線同軸。
為了驅動斜槽102，例如使得其出口在圓形或螺旋形路徑上運行，布料裝置100包括驅動設備。如在圖1A和圖1B中最佳地看到的，驅動設備具有第一傳動機構122和第二傳動機構124，兩個傳動機構都在其輸出側上與萬向懸架110連接，以將扭矩分別傳送至平衡環構件112，114。傳動機構122，124用來圍繞軸線A和/或軸線B如所期望地樞轉斜槽102。為了此效果，傳動機構122，124的輸入側與輔助萬向節130連接，該輔助萬向節130包括外部的第一零件132和內部的第二零件134，第一零件132支撐於對角地相對的樞軸上，以圍繞通常水準的第三軸線C樞轉(見圖1B)，並且，第二零件134在對角地相對的樞軸上由第一零件132支撐，以圍繞垂直於軸線C的第四軸線D樞轉(見圖1A)。因此，與斜槽102相似，以萬向節或萬向方式支撐第二零件134。而圖1A和圖1B示出了軸線(A，C)和軸線(B，D)分別平行的實施方式，其他構造是可能的，如軸線A和B之間的角度與軸線C和D之間的角度是相同的(見圖4A和圖4B)。如也將指出的，後一角度不需要是90°。然而，如所示出的，相應的萬向軸(A，B)和(C，D)優選地彼此垂直地交叉。
然而，所示的萬向節130的第一零件132由簡單的環形萬向環製成，第二零件134具有通過樞軸連接至第一零件132的環形零件和垂直地固定至其環形零件的弓形或C形零件。
如在圖1A和圖1B中進一步看到的，驅動設備包括旋轉驅動軸140，該旋轉驅動軸圍繞縱向軸線R旋轉地驅動。圖2示出了包括並驅動旋轉驅動軸140的旋轉電機142(未在圖1A和圖1B中示出)。可替代地，可獨立地安裝驅動軸，並由具有分開的驅動軸的電機通過例如減速齒輪來驅動。
如在圖1B中最佳地看到的，旋轉驅動軸140通過鉸接臂144與萬向節130的第二零件134連接(圖1A)。連接臂144包括第一構件146和第二構件148。第一構件146具有通過第一旋轉關節150與旋轉驅動軸140的下端鉸接的上端，第一旋轉關節150具有垂直於軸線R(和圖1B的平面)的軸線。第二構件148通過具有與第一旋轉關節150的軸線平行的軸線的第二旋轉關節152與第一構件146的下端鉸接。如將理解的，第二構件148進一步通過第三旋轉關節154與萬向節130的第二零件134鉸接，第三旋轉關節154的軸線垂直於軸線D並與第二零件134的環形部分的中心軸線X重合。例如，可將第三旋轉關節154形成為具有佈置在第二零件134的C形部分上的樞軸。應當注意的，連接臂144的第二構件148被構造為使得第二旋轉關節152的軸線側向地偏移，即相對於軸線X偏心。因此，儘管第一和第三旋轉關節150，154的軸線可重合，但是連接臂144中的所有三個旋轉關節150，152，154的軸線不能對準，不管旋轉驅動軸140的 軸向位置如何。因此，將連接臂140構造為避免機械鎖死(當軸線X豎直定位時)。
為了改變第二零件134的中心軸線X相對於豎直面的角度，旋轉驅動軸140可沿著軸線R軸向地滑動。為此，如在圖2中最佳地看到的，驅動設備包括一對液壓致動器160，其相對於殼體164滑動地支撐安裝法蘭162，萬向節130安裝於殼體內。將液壓致動器160支撐在殼體164的支撐板166上。由可滑動的安裝法蘭162支撐旋轉驅動軸140與電機142，使得通過液壓致動器160控制旋轉驅動軸140的軸向位置並由此控制鉸接臂144的延伸度。因此，當向上或向下提起驅動軸140時，第二零件134傾斜，使得其軸線X和豎直面之間的角度分別變得更小或更大。為了在加壓反應器的情況中避免氣體洩漏，旋轉驅動軸140穿過佈置在支撐板166中的開口中的適當的氣密(gas-tight)的密封件或墊圈(未示出)。
如從上面理解的，萬向節130中的第二零件134圍繞軸線C和D的樞轉方向由驅動軸140的旋轉和軸向位置限定。可用旋轉電機142和液壓致動器160如所期望地定向軸線X。驅動軸140的旋轉移動第二零件134，使得其主要軸線X成錐形地運行，其錐角取決於驅動軸140的軸向位置。
傳動機構122，124將萬向懸架110與萬向節130連接，使得第二平衡環構件114以及斜槽102圍繞軸線A，B的樞轉角α、β分別由第二零件134分別圍繞軸線C，D的樞轉角γ、δ限定。換句話說，傳動機構122，124通過旋轉軸140將電機142和致動器160在 萬向節130上施加的扭矩從萬向節130傳送至萬向懸架110上，以如所期望地樞轉斜槽102。
在圖1A，圖1B和圖2的優選實施方式中，每個傳動機構122，124是包括相應的輸出連接杆172，174的連杆機構，輸出連接杆具有通過萬向接頭與萬向懸架110鉸接的下端。如所示出的，優選地，用第二平衡環構件114(例如，以45°對稱)將兩個輸出連接杆172，174鉸接至軸線B的任一側。每個傳動機構進一步具有安裝在支撐塊180的樞軸上的相應的樞轉杠杆176，178。如在圖1A和圖1B中看到的，杠杆176，178具有短杠杆臂和長杠杆臂。每個輸出連接杆172，174在其上端用萬向接頭與相應杠杆176，178的長杠杆臂鉸接。每個傳動機構122，124進一步具有相應的輸入杆182，184，其將短杠杆臂與萬向節130連接。如所示出的，輸入杆182，184優選地與第二零件134鉸接，例如，與軸線D的任一側對稱地成45°。輸入杆182，184也通過萬向接頭在每側連接。如在圖1A和圖1B中進一步看到的，杠杆176，178具有空心的成對構造，並被佈置為使得其樞轉軸線是垂直的並在支撐塊180的上端中交叉。儘管形狀不同，但是杠杆176，178具有相同的杠杆效率，更具體地，在輸出方向上杠杆率<1(機械缺點)。輸出側上的更長的臂允許減小萬向節130的尺寸，其以複製的方式“模仿”萬向懸架110，使得傳動連杆機構122，124在其之間形成一種“動臂裝置(pantograph)”。更具體地，將傳動機構122，124構造為具有相同的傳動比，並使得其保證從萬向節130到萬向懸架110的同位(homothetic)傳動。因此，杠杆176，178的樞轉軸交叉的上述點代表從輔助萬向節130到實際萬向懸架110的運動轉變的同位中心 (也叫做相似中心)。其遵循：將角度α保持為等於角度γ，並將角度β保持為等於角度δ。在第一實施方式中，由此將斜槽102的中心軸線Y的方向保持為平行於萬向節130的第二零件134的主軸線X，如在圖1B中最佳地看到的。
圖3A和圖3B示出了替代的布料裝置200，其中，大多數部件與圖1A和圖1B的那些部件相同。主要差異在於，將萬向懸架210與補充的萬向節230連接的傳動機構222，224的替代構造。連杆機構222，224均具有對稱的和相同的構造。應當注意的，連杆機構具有與圖1A和圖1B中的設備不同地、並排佈置的相同的杠杆臂276，278。杠杆臂276，278的樞轉軸線也是交叉的，但是不是垂直的。而圖3A和圖3B的構造可能不夠緊湊，其在構造和維修上更經濟。結構和功能的其他特徵與圖1A和圖1B的那些相同(並用百位元數字為2的相應參考數字表示)。
圖4A和圖4B示出了根據本發明的布料裝置300的第三實施方式。在布料裝置300中，與之前的實施方式不同，旋轉驅動軸340具有水準軸線R。因此，複製萬向懸架310的萬向節330通常旋轉90°。換句話說，第二零件334的樞軸軸線D相對于第二平衡環構件314的相應樞軸軸線B形成直角。因此，當斜槽302豎直地定向時，樞軸軸線D是豎直的(與圖1A和圖1B中的水準的相反)，並且，第二零件334的主軸線X是水準的(與圖1A和圖1B中的豎直的相反)，以便與旋轉驅動軸340的軸線R對準。因此，裝置300的傳動機構322，324具有又一構造。雖然其是對稱的，但是其樞轉杠杆376，378是彎曲的， 更具體地，將其短杠杆臂佈置為相對於其長杠杆臂通常以直角彎曲。結構和功能的其他特徵與上述特徵相應。圖4A和圖4B的構造允許將旋轉電機342和線性致動器360在反應器頂部側向地佈置，從而使得能夠在反應器的頂部入口處(例如，在鼓風爐的爐喉開口處)節省空間。
圖5示意性地示出了布料裝置400的替代的第四實施方式，其具有萬向懸掛斜槽和由可軸向滑動的旋轉驅動軸440驅動的輔助萬向節430。與之前的實施方式相比，在裝置400中，將萬向節430與斜槽(未在圖5中示出)的萬向懸架410連接的傳動機構422，424具有又一不同構造。
第一傳動機構422將外部的平衡環構件412與萬向節430的外部的第一零件432連接。為此，第一傳動機構具有帶有輸出曲柄臂493的樞轉軸492，輸出曲柄臂493以直角固定至樞轉軸492。具有萬向接頭的輸出連接杆472將輸出曲柄臂493與第一平衡環構件412連接。以相似的方式，樞轉軸492具有通過輸入連接杆482與萬向節430的第一零件432鉸接的輸入曲柄臂483。為了增加杠杆臂圍繞軸線A和C的旋轉，將輸入和輸出杆472，482與第一平衡環構件412和與第一零件432的連接點分別設置在樞軸軸線B和D上。優選地，將樞轉軸492佈置為其軸線與第一平衡環構件412的樞軸軸線A平行。
另一方面，圖5的第二傳動機構424將內部的平衡環構件414與萬向節430的內部的第二零件434連接。第二傳動機構還具有樞轉軸494，樞轉軸494具有垂直於其的輸出曲柄臂495。輸出曲柄臂495 也通過輸出連接杆474與第二平衡環構件414連接。樞轉軸494上的輸入曲柄臂485與不同構造的輸入連接連杆484連接。輸入連接連杆484包括與第二零件434鉸接的第一連杆和與輸入曲柄臂485鉸接的第二連杆。旋轉關節487將兩個連杆彼此連接，以允許第二零件434圍繞軸線C的不受限制的樞轉。所需的旋轉度可替代地包含在輸入曲柄臂485上的萬向接頭中。輸出杆474和輸入連杆484與第一平衡環構件412和與第一零件432的連接點分別位於樞軸軸線A和C上。優選地，將樞轉軸494佈置為其軸線與第二平衡環構件414的樞軸軸線B平行。每個樞轉軸492，494的曲柄臂483，493；485，495可具有相同的或不同的長度，以實現期望的傳動比(機械優點/缺點)。圖5的裝置400允許將輔助萬向節430和傳動機構422，424的部分設置在反應器外殼的外部(見圖2)。如將理解的，通過在開口處使用適當的密封提供在側壁中具有適當開口的外殼或殼體，這可以輕易地實現，每個樞轉軸492，494貫穿所述開口。
裝置400(未示出)的其他部件與相對於第一、第二和第三實施方式的上述那些部件相應。如將指出的，根據圖5的實施方式尤其適於執行根據JP 58 207303和EP 1 833 999的裝置的改進。
總之，將理解，由於驅動驅動軸的旋轉電機，在斜槽出口的迴圈過程中不需要線性致動器的任何操作，所以任何之前討論的實施方式使得能夠在環形裝料輪廓中分佈物料。線性致動器僅要求改變裝料輪廓的半徑。可替代地，可用線性致動器的單個衝程來裝載螺旋形模式(pattern)。因此，與JP 58 207303和EP 1 833 999的現有技術裝置相反，將理解，不需要線性致動器的連續往復運動來實現典型的裝料輪廓。
A，B‧‧‧萬向懸架軸線
C，D‧‧‧萬向節軸線
R‧‧‧旋轉軸線
102‧‧‧布料斜槽
110‧‧‧萬向懸架
112‧‧‧第一平衡環構件
114‧‧‧第二平衡環構件
116‧‧‧支撐結構
118‧‧‧頂部
122‧‧‧第一傳動機構
124‧‧‧第二傳動機構
130‧‧‧萬向節
140‧‧‧旋轉驅動軸
142‧‧‧旋轉電機
144‧‧‧鉸接臂
160‧‧‧線性致動器
162‧‧‧安裝法蘭
164‧‧‧殼體
166‧‧‧支撐板
α，β‧‧‧限定Y的方向的角度
γ，δ‧‧‧限定X的方向的角度

Claims (16)

  1. 一種用於在冶金反應器中分佈散裝物料的裝置(100)，所述裝置包括：布料斜槽(102)，由萬向懸架(110)支撐，所述萬向懸架具有能夠圍繞第一軸線(A)樞轉的第一平衡環構件(112)和能夠圍繞第二軸線(B)樞轉並由所述第一平衡環構件支撐的第二平衡環構件(114)；驅動設備，具有第一傳動機構(122)和第二傳動機構(124)，所述第一傳動機構連接至所述萬向懸架(110)，所述第一傳動機構尤其是連杆機構，所述第二傳動機構連接至所述萬向懸架，用於控制所述布料斜槽(102)圍繞所述第一軸線(A)和圍繞所述第二軸線(B)的樞轉運動，所述第二傳動機構尤其是連杆機構；其特徵在於，所述驅動設備進一步包括：萬向節(130)，具有能夠圍繞第三軸線(C)樞轉的第一零件(132)和能夠圍繞第四軸線(D)樞轉並由所述第一零件支撐的第二零件(134)；以及用於驅動旋轉驅動軸(140)的旋轉電機(142)，所述旋轉驅動軸是可軸向滑動的並通過鉸接臂(144)與所述萬向節(130)的所述第二零件(134)連接，使得所述旋轉驅動軸(140)的旋轉位置和軸向位置分別確定所述第二零件(134)圍繞所述第三和第四軸線(C，D)的樞轉位置；所述第一傳動機構(122)將所述第一零件(132)與所述第一平衡環構件(112)連接，或將所述第二零件(134)與所述第二平衡環構件(114)連接，並且所述第二傳動機構(124)將所述第二零件(134)與所述第二平 衡環構件(114)連接，使得將分別圍繞所述第三和第四軸線(C，D)的扭矩從所述萬向節(130)傳送至所述萬向懸架(110)，以便分別圍繞所述第一和第二軸線(A，B)樞轉所述布料斜槽(102)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述第一傳動機構(122)和所述第二傳動機構(124)具有相同的傳動比，並被構造為具有從所述萬向節(130)向所述萬向懸架(110)的同位傳動，使得所述第二零件(134)圍繞所述第三和第四軸線(C，D)的樞轉角(γ，δ)分別等於所述第二平衡環構件(114)圍繞所述第一和第二軸線(A，B)的樞轉角(α，β)。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述驅動設備進一步包括至少一個用於改變所述旋轉驅動軸(140)沿著其旋轉軸線(R)的軸向位置的線性致動器(160)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，每個傳動機構均是連杆機構(122，124)，所述連杆機構包括與所述平衡環構件(112，114)中的一個鉸接的輸出杆(172，174)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，每個連杆機構(422，424)包括具有輸出曲柄臂(493，495)的樞轉軸(492，494)，所述輸出杆(472，474)具有與所述平衡環構件(412，414)中的一個鉸接的第一端和與所述輸出曲柄臂(493，495)鉸接的第二端，每個樞轉軸(492，494)由所述萬向節驅動。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，每個連杆機構(122，124)包括樞轉杠杆(176，178)，所述輸出杆(172，174)具有與所述平衡環構件(112，114)中的一個鉸接的第一端和與所述樞轉杠杆(176，178)鉸接的第二端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，每個連杆機構(122，124)進一步包括輸入杆(182，184)，所述輸入杆具有與所述樞轉杠杆(176，178)鉸接的第一端和與所述萬向節(130)的所述第二零件(134)鉸接以驅動所述樞轉杠杆(176，178)的第二端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述樞轉杠杆(176，178)具有相同的杠杆效率和相交的、優選地垂直相交的樞轉軸線。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，每個樞轉杠杆(176，178)具有短杠杆臂和長杠杆臂，每個輸出杆(172，174)與所述長杠杆臂連接。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述第一平衡環構件(112)支撐在固定至所述冶金反應器的樞軸上，以限定所述第一軸線(A)，所述第二平衡環構件(114)在所述第一平衡環構件(112)內部被支撐在樞軸上，以限定垂直於所述第一軸線(A)的所述第二軸線(B)，並且所述布料斜槽(102)可去除地安裝至所述第二平衡環構件(114)。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述第一平衡環構件支撐在固定至進料管的樞軸上，以限定所述第一軸線，所述第二平衡環構件在所述第一平衡環構件外被支撐在樞軸上，以限定垂直於所述第一軸線的所述第二軸線，並且，將所述布料斜槽可去除地安裝至所述第二平衡環構件。
  12. 如申請專利範圍中第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述鉸接臂(144)包括通過第一旋轉關節(150)連接至所述旋轉驅動軸(140)的第一構件(146)和通過第二旋轉關節(152)連接至所述第一構件的第二構件(148)，所述第一和第二旋轉關節(150，152)具 有垂直於所述旋轉驅動軸(140)的旋轉軸線(R)的平行軸線，所述第二構件(148)通過第三旋轉關節(154)連接至所述萬向節(130)的所述第二零件(134)，所述第三旋轉關節佈置為其軸線與所述第四軸線(D)垂直。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述第二構件(148)被構造為使得所述第二旋轉關節(152)的所述軸線從所述第三旋轉關節(154)的軸線(X)偏移。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，包圍所述萬向節(130)和所述傳動機構(122，124)的殼體(164)，所述殼體具有裝配有密封件的開口，所述旋轉驅動軸(140)以密封的方式穿過所述密封件。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述殼體具有支撐板(166)，所述旋轉驅動軸(140)所貫穿的所述開口設置在所述支撐板(166)中，所述驅動設備包括至少一個相對於所述支撐板以可滑動的方式支撐所述旋轉電機(142)並進而支撐所述旋轉驅動軸(140)的液壓缸(160)。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的用於分佈散裝物料的裝置，其特徵在於，所述裝置包括一殼體，每個傳動機構(422，424)包括樞轉軸(492，494)，所述樞轉軸以密封的方式穿過所述殼體中的相應開口，使得所述萬向節(130)位於所述殼體的外部，並且使得所述傳動機構(422，424)至少部分地位於所述殼體的外部。
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