TWI529361B - 用於冶金反應器的裝料裝置 - Google Patents

Description

用於冶金反應器的裝料裝置

本發明主要涉及一種旋轉裝料裝置，用於將爐料裝載和分配在冶金反應器(例如用於生產生鐵的高爐或熔融氣化爐)中。

現在，這種裝料裝置典型地具有以下結構。它們包括固定殼體，該固定殼體在反應器的頂部開口(爐頂)上形成封口(closure)。殼體具有上殼體部分，通常為連接料斗或閥箱的形式，該上殼體部分具有一個或多個爐料進口並安裝在下殼體部分的頂部，該下殼體部分通常被構造為齒輪箱。環形轉子可旋轉地設置在該下殼體部分(齒輪箱)中並支撐分配構件，分配構件一般為樞轉的分配溜槽，其用於將爐料圓周向地散佈在反應器內。送料斜槽設置在下殼體部分內的中心位置並且形成開放通道，該開放通道引導爐料穿過轉子內的中心通道並到達分配構件上。這種典型類型的裝料裝置的更早的例子公開在美國專利第3693812號中。

如在本領域中所熟知的，向裝料裝置的旋轉部分供應工作流體能夠具有不同的改進，如水冷、液壓功率估計(powering)或潤滑控制。本發明更具體地涉及一種改進的裝料裝置，其裝配有導管連通旋轉接頭，用於向裝料裝置的諸如轉子和/或分配構件的旋轉部件供應流體。因此，旋轉接頭將至少一個固定導管連接至至少一個隨轉子旋轉的旋轉導管。這種裝料裝置的例子將在下面進行描述。

例如，在美國專利第4273492號中，PAUL WURTH提出一種裝料裝置的暴露部件的水冷方法(見該專利圖8)。在該裝置中，轉子具有配備了冷卻回路的隔板，以保護其免受來自爐內的輻射熱。該冷卻回路由同軸心地佈置在轉子內的中心通 道周圍的環形旋轉接頭供應冷卻劑。為了避免洩露並允許為強制迴圈而對回路加壓，旋轉接頭具有防水密封條(seal)。由於旋轉接頭的大直徑所造成的密封條的相對運動的相當大的圓周速度所導致的磨損，這些密封條退化地相當快。

在美國發明第4526536號中，PAUL WURTH提出了帶有一種“開放旋轉接頭”的冷卻系統，該開放旋轉接頭工作不需要防水密封條。目前在全球，這種系統應用在大量的高爐裝料裝置中。其包括同軸地安裝在轉子的上圓周上以隨轉子旋轉的上環形槽。固定埠將冷卻水供入上旋轉槽，該上旋轉槽連接至轉子上的冷卻螺旋管。該螺旋管具有出口管該出口管其將料卸入安裝在轉子的較低部分周圍的固定殼體上的固定環形槽中。在避免易磨損的密封條的同時，該重力驅動冷卻系統的缺點是槽之間的高度差限制了可用壓力，並且冷卻液體暴露在充滿塵埃的爐內空氣中。由於壓力受到限制，諸如為了避免不利的膜態沸騰所需的冷卻劑流的高流速雖然不是不可能達到，但卻是很難達到的。在需要壓力迴圈的地方，例如為了獲得冷卻劑流的高速率，這種方法因此是不可行的，特別是在高溫反應器的情況下。

對於另一需要將惰性氣體或水供給轉子和分配溜槽的冷卻應用，PAUL WURTH在美國發明第5252063號中提出一種配備有水或惰性氣體冷卻通道的溜槽。該系統也使用類似于美國發明第4526536號中的“開放旋轉接頭”，其不允許加壓。另一方面，在PAUL WURTH的國際專利申請WO 03/002770中，提出一種被設計用於裝料裝置的旋轉部件上的加壓冷卻回路的旋轉接頭。WO03/002770的設計是對於美國專利第4273492號的設計的改進，其中接頭的旋轉部分被固定部分以浮動方式支撐，並且其中所使用的密封條是不緊的，即不是完全防水的(即可以預見會有小量的洩露)。因此，這些密封條較少地遇到過度磨損的問題。在允許壓力迴圈並延長密封條的使用壽命的同時，在接頭的固定與旋轉部分之間仍然需要安裝 大-直徑防水密封條。即使較，慢，這些密封條仍會由於接頭的大直徑而磨損。

在美國專利第6481946號中，PAUL WURTH提出一種裝料裝置，其中在轉子上安裝有液壓缸，用於樞轉分配溜槽。因此，美國專利第6481946號提出了適用于該特殊應用的兩種旋轉接頭(見該專利的圖3及圖6)。然而，類似於上述旋轉接頭，美國專利第6481946號中的旋轉接頭也是圍繞轉子環形設置的，並且因此具有相當大的直徑。因此，用於接頭的密封條還是易於磨損。

國際專利申請WO 97/37047中公開一種用於豎爐的裝料裝置，其與上述典型設計大不相同。在根據WO 97/37047的裝置中，一個蓋子和特殊類型的密封條構成了爐的頂部封口。傳統的具有驅動部件的固定殼體和常規的轉子不再被提供。轉子的功能被中間儲料斗承擔，與慣例相反，中間儲料斗相對於豎爐旋轉地安裝並支撐蓋子。因此，與典型設計相比，旋轉料斗支撐著分配溜槽。除了可旋轉並且支撐蓋子及溜槽，中間料斗還承擔了其自身的提供中間存儲和用作泄水閘室(即氣密鎖(gas-tight lock))的典型功能。為此目的，其具有上部和下部密封閥以及材料閘閥。

WO97/37047的裝置需要用於電力供應的電纜、用於液壓供應和用於水冷以延伸至旋轉料斗的導管，尤其是用於激勵下材料閘閥、下密封閥和溜槽的導管。因此，WO 97/37047設置那些導管穿過中心管狀構件，管狀構件穿過鐘狀物並經過輻條，輻條將管狀構件連接至旋轉料斗的上部內的進料斗。通過其特殊結構，WO97/37047的裝置使得可以使用設置在管狀構件的頂部的小直徑的旋轉接頭。不過，該裝置尤其具有以下缺點，即包含有相當大的旋轉品質，這些品質包括中間儲料斗和其內材料的有效載重，以及與裝料裝置構件的傳統設計不一致的品質，特別是包括用於旋轉分配溜槽的驅動機構的齒輪箱。而且，由於在頂部封口處的防水型密封條，根據WO 97/37047 的裝置實際上僅能用於運行在不超過0.1-0.2巴的超壓下的低壓反應器內。

本發明的第一目的是提供一種用於高爐的裝料裝置，其能夠使用小直徑的管道連通旋轉接頭，同時避免或至少減少根據WO 97/37047的裝置的上面提到的缺點的程度。

與WO 97/37047的裝置相對照，本發明涉及一種用於冶金反應器的裝料裝置，其可以使用標準類型的驅動機構。所提出的裝料裝置因此包括固定殼體，該固定殼體具有其中安裝有環形轉子的下殼體部分。在已知的方式中，轉子圍繞旋轉軸線旋轉並具有與旋轉軸線同軸的中心通道。殼體具有上殼體部分，該上殼體部分具有至少一個從旋轉軸線偏置的爐料入口，通過該爐料入口，裝料裝置可以連接至完整的裝料設備的上游裝置，如連接至固定中間儲料斗。

為了以已知的方式散佈反應器內的爐料，分配構件(例如樞轉地安裝的分配溜槽)被轉子支撐以便隨轉子一起轉動，該轉子能夠由常規的驅動機構驅動。

裝料裝置還包括送料斜槽，其設置在固定殼體中央。送料斜槽具有開放通道，該開放通道引導爐料穿過中心通道到達分配構件上。

而且，裝料裝置具有至少一個固定導管、至少有一個與轉子一起轉動的旋轉導管、以及導管連通旋轉接頭，該導管連通旋轉接頭具有固定部分和旋轉部分，並將固定導管連接至旋轉導管以便向轉子和/或分配構件流體供應。

為了克服上面提到的問題，根據本發明的裝料裝置具有送料斜槽：-其具有位於上殼體部分中的入口段，以及伸入下殼體部分中的出口段；-其被可旋轉地支撐；-其接合至轉子以便隨轉子一起轉動；並且 -其包括支撐件，支撐件被構造用於支撐旋轉接頭的旋轉部分，旋轉部分與縱向軸線同軸並位於送料斜槽的出口段的上方。

旋轉導管因此能夠方便地從旋轉接頭的旋轉部分經由支撐件並經由送料斜槽的外部延伸至需要流體供應的裝料裝置的任何旋轉部件。

這種結構提供了具有小直徑旋轉接頭的安裝(installation)，即接頭的直徑實質上小於轉子內的通道，能夠被容易地安裝以將固定供應導管連接至一個或多個旋轉導管。因此不再需要定制的中空的、大的和易磨損的旋轉接頭。應當理解，在本文中，詞句“接頭直徑”是指接頭的固定部分和旋轉部分之間的介面(虛擬圓柱溝槽)的確定直徑。用於比較的量度標準的通道寬度是指轉子內的自由通道的最小直徑，即用於容納送料斜槽和/或允許額定爐料流動所要求的寬度。與現有技術相比較，本發明因此能夠使用具有基本較小直徑的旋轉接頭。所述接頭直徑甚至可以小於送料斜槽的出口的內徑，即直徑小於所要求的最小的流動橫截面。

值得一提的是，所提出的結構方案僅需要在送料斜槽方面進行修改。為了實施所提出的方案，在裝料裝置部件內(尤其是在用於驅動分配構件的驅動機構方面)不需要其它實質性的修改。

在第一實施例中，所述支撐件包括固定至一個或多個輻條構件的軸和專用的輔助滾柱軸承，該輔助滾柱軸承旋轉地支撐所述軸和送料斜槽。在該實施例中，送料斜槽優選地具有相關聯的機械聯接器，例如可軸向滑動的聯接器，其將送料斜槽旋轉地連接至轉子，使得它們同步旋轉，而不管送料斜槽的獨立軸承。

在不同的第二實施例中，送料斜槽固定地附接至轉子，即送料斜槽與轉子一起被支撐。因為轉子被旋轉地支撐在主滾柱軸承上，因此，在該實施例中，主滾柱軸承也支撐送料斜槽。 送料斜槽能夠通過在中心通道中徑向延伸的一個或多個橫樑固定地附接至轉子，以便允許任何意外落到斜槽外部的爐料通過中心通道。在該實施例中，接頭的固定部分優選地撓性地附接至上殼體部分，以便允許旋轉接頭相對於殼體的徑向運動，例如通過撓性構件和至少兩個鉸接連杆而附接。

應當理解，在第二個變型中，可以設置成不需要軸。例如，旋轉接頭可以直接安裝在輻條構件上。不論哪個實施例，如果設置軸，則該軸是空心的且與縱向斜槽軸線同心。更優選地，該軸具有下軸部和上軸部，該下軸部在斜槽出口段上方的高度處固定至輻條構件，並且該上軸部佈置在斜槽入口段上方的高度處。因此，如果旋轉接頭在軸的上部上的遠端和安全位置被保護，軸和旋轉接頭都不會遭受撞擊。

在以上兩個實施例中，送料斜槽優選地包括固定至入口段的至少兩個輻條構件和與縱向軸線同心地固定至輻條構件的環形流成形環(flow-shaping ring)。所述流成形環允許在送料斜槽內部保持和圓周地分配爐料，以便當輻條構件在斜槽旋轉期間穿過進入的流時，減小流速的逆向減小(adverse reduction)。

在閉環冷卻回路佈置在轉子和/或由轉子支撐的溜槽上的情況中，導管通過旋轉接頭來連接。在導管的從旋轉接頭開始且在轉子或分配構件處結束(並且反之亦然)的部分上，導管優選地通過斜槽支撐件，理想地在其內部，並且通過送料斜槽的外部，以便被保護免於任何爐料的撞擊。

作為另外的優選特徵，殼體可以包括圓周灰塵保護擋板，該圓周灰塵保護擋板圍繞送料斜槽並且伸入具有充分內部空間的轉子通道中，以便允許爐料落在斜槽旁邊，從而仍會下落到轉子的通道中。這避免了阻擋送料斜槽的旋轉。優選地，斜槽伸入具有環形間隙的轉子通道中，以便保護轉子免受爐料損害，理想地伸入超過通道高度的至少50%的軸向距離。在簡單的構造中，送料斜槽是漏斗形的，優選地具有圓柱形或向下錐 形的出口段，並且具有截頭錐形的入口段。

應當理解，所提供的構造尤其適於具有旋轉和樞轉分配溜槽的裝料裝置，並且也允許對裝備有水冷護套的分配溜槽進行冷卻劑供應。在一個可能的實施例中，裝料裝置，更具體地，裝料裝置的固定上殼體部分具有從旋轉軸線偏置的至少兩個爐料入口。在這種情況中，為了最小化對爐料流速的影響，優選地在徑向相對的位置佈置所述入口，並為送料斜槽裝備兩個徑向相對的輻條構件。雖然三個輻條構件會為斜槽提供更好地靜態支撐，但是所提供的設計最小化了不期望的干擾，同時避免了當供料同時通過入口時所有引入流的非同步干擾。通常，輻條的數量和它們的幾何佈置優選地對應於爐料入口的數量和幾何佈置。

圖1局部示出了用於諸如高爐或氣化爐的冶金反應器的裝料設備。該設備包括裝料裝置，通常由標記數位100標示。旋轉裝料裝置100包括固定殼體102，該固定殼體具有下殼體部分104和上殼體部分106。在圖1中，上、下殼體部分104、106是以氣密方式在凸緣107處連接的相鄰的獨立箱體。下殼體部分104連接在反應器的頂部開口(爐頂)處的凸緣上。由於反應器通常運行在超壓，如2至5巴，殼體102被設置為氣密外殼，通過殼體102，爐氣不會洩漏並且殼體102將頂部開口連接至裝料設備的供料裝置(未示出)。

裝料裝置100是旋轉類型的，以便能夠在反應器內散佈散裝爐料，如塊礦、燒結物、糰粒、直接還原鐵(DRI)、壓縮DRI或焦炭。為此，環形支援結構(後文稱做轉子108)可旋轉地安裝在下殼體部分104內。轉子108支撐在主滾柱軸承109上，主滾柱軸承109固定在下殼體部分104的結構上。因此，轉子108可圍繞旋轉軸線A旋轉，旋轉軸線A一般是豎直的並且通常是與反應器的中心軸線重合。轉子108支撐分配構件116，分配構件通常為槽型或錐形管狀細長分配溜槽，以 便分配構件116與轉子108協調一致地圍繞軸線A旋轉。環形轉子108具有基本圓柱形的內部壁111，其限定中心通道110，爐料通過中心通道110落到分配溜槽116上。

分配溜槽116與轉子108通過被構造為用於圍繞垂直於軸線A的樞轉軸線C(見圖4)樞轉(即改變分配溜槽116的傾斜角度)的機構連接起來。裝料裝置100的各種已知部件，如用於使分配溜槽116旋轉和樞轉的驅動和齒輪部件，這些部件在本發明中並不重要，因此沒有示出。適合的結構從例如從美國專利第3880302號中獲知。在眾所周知的運行模式中，分配溜槽116根據其傾斜和旋轉運動將爐料在反應器內有針對性地在徑向和圓周向散佈。可以理解的是，旋轉分配構件的其它類型，如根據WO 2007/039339的非樞轉溜槽以及相應的驅動機構也可以使用。

如圖1所示，上殼體部分106具有兩個徑向相對的爐料入口112、114，它們從旋轉軸線A偏置並以密封的形式連接至各自的送料管。根據裝料設備和反應器的類型，爐料通過入口112、114從任何適合的源頭(例如上游的中間儲料斗)供應或直接從輸送帶供應。如圖1所示，裝料裝置100被構造為將爐料流在中央沿著軸線A引導且集中至分配溜槽116上。

為此，送料斜槽120被設置在固定殼體102內，該送料斜槽的縱向軸線B在固定殼體102的中心。送料斜槽120構造為向上和向下均自由開放的通道以將從入口112、114接收的自由下落的爐料流引導穿過中心通道110到達分配構件116上。然而也不排除漏斗型結構，在簡單並旋轉平衡的結構中，送料斜槽120具有上入口段122，該入口段由空心截頭圓錐型外罩形成，該外罩平滑過渡地連接至下出口段124，出口段124被做成圓柱型套或圓柱管型或是向下逐漸變細的管狀形狀。無論是何種形狀，入口段122具有適用於同時從入口112、114接收散裝爐料的大截面入口，然而，出口段124具有小截面的出口以集中流115。

為了直接集中來自入口112、114的爐料，向上變寬的入口段122設置在上殼體部分106內。出口段124被至少部分地設置在下殼體部分104內。然而，出口段可做得較短，送料斜槽120的出口段124優選地伸進中心通道110內與圓柱壁111形成環形間隙使得轉子108避開爐料。如圖1所示，出口段124伸進中心通道110，優選地是伸進中心通道110的高度的至少50%的軸向矩離，以可靠地保護並提高爐料流115在分配溜槽116上的集中。

進一步見圖1，上殼體部分106具有在形狀上與送料斜槽120的截頭圓錐入口段122共軛(conjugated)的下部。圓柱套筒125與上殼體部分106的下部構成環繞送料斜槽120的圓周防塵保護罩。圓柱套筒125也伸進通道110內並可以被水冷卻。上殼體部分106與套筒125被構造為朝向送料斜槽留有圓周空隙，這使得在入口段122外部意外掉下的爐料可以通過通道110落到反應器內。

值得注意的是，送料斜槽120除了提供引導功能，送料斜槽120相對於固定殼體102被可旋轉地支撐並與轉子108旋轉地接合。旋轉地支撐送料斜槽120使其能夠支撐導管連通旋轉接頭130(也稱作回轉接頭或旋轉接頭)，並且更具體地使其能夠支撐旋轉接頭130的旋轉部分132，該旋轉部分132以流體密封的方式連接至旋轉接頭130的固定部分134。在圖1的實施例中，送料斜槽120由輔助滾柱軸承129支撐，滾柱軸承129設置在上殼體部分106的頂蓋上。圖1僅示例性地示出了雙通道徑向型旋轉接頭130，用於向前和返回(return)連接。根據應用，旋轉接頭130可以是軸向或徑向型，且可以是單通道或多通道結構。

值得一提的是，送料斜槽120包括支撐件140，該支撐件具有兩個徑向相對的輻條構件142、144，通常輻條構件從上入口段122朝向軸線B徑向延伸，例如與軸線B呈一定角度向上橫向延伸。合適的輻條構件142、144是，例如中空的矩 形或倒U型剖面。在其外端，輻條構件142、144固定於送料斜槽120。在其內端，輻條構件142、144固定於中心軸146，更具體地固定於軸146的下部。軸146是中空的並且與軸線B同軸地延伸。在圖1的實施例中，軸146穿過在上殼體部分106的頂蓋處的密封條延伸並在殼體102外部具有上部，旋轉接頭130的旋轉部分132固定地安裝在軸146的上部以隨送料斜槽120旋轉。應該提到的是，支撐件140將旋轉接頭130支撐在出口段124的上方，並且優選地在入口段122上方，以避免爐料的碰撞。將旋轉接頭130與軸線A同軸或近似同軸地安裝在軸線A上並位於流115所流經的區域的上方，這具有的主要好處是能夠使用小-直徑標準型旋轉接頭130。因此，接頭的壽命有了相當大的增長並且同時實現旋轉接頭130的成本的降低。而且，即使旋轉接頭130能夠直接安裝在送料斜槽120的上方，將旋轉接頭130安裝在殼體102的外部和上方便於維護。此外，軸146的上部的輔助滾柱軸承129也安裝在殼體102的外部，因此避免暴露於反應器氣體。

在圖1的實施例中，軸146具有明顯位於可旋轉送料斜槽120的出口段124的上方設置的下端，以進一步使爐料的撞擊危險達到最小。然而，也並不排除用於支撐與送料斜槽120的縱向軸線B同軸的旋轉接頭130的旋轉部分132的其它結構。優選地，空心軸146可以水冷，例如通過連接至旋轉接頭130的旋轉部分132並向內設置在軸146的圓柱壁上的冷卻蛇形管(未示出)。

如圖1中示意性示出的，連接至旋轉部分132的導管被設置為從旋轉部分132開始經過支撐件140並經過送料斜槽120的外表面朝向需要供應流體的旋轉部件(如轉子108和/或分配構件116)延伸。在圖1-4的具體實施例中，各個冷卻回路，如冷卻蛇形管，安裝在轉子108上以冷卻暴露於熱氣的圓柱壁111，同時也安裝在分配溜槽116上，該分配溜槽直接暴露於反應器內的熱氣。

因此，在圖1-2中最佳示出的，旋轉正流導管152和旋轉回流導管153在空心軸146內、輻條構件142、144內延伸並向下沿著入口段122和出口段124的外側進入中心通道110內。在中心通道110內，如圖3中所最佳示出的，旋轉正流和回流導管152、153分別連接至安裝在轉子108上的冷卻回路的入口和出口，例如以便冷卻圓柱壁111。此外，如圖4所示，旋轉正流和回流導管152、153分別連接至分配溜槽116的冷卻劑入口和出口，該分配溜槽具有水冷護套。另外，正流和回流導管152、153還連接至兩個冷卻裝置以便冷卻兩個樞轉驅動地溜槽懸掛軸156、158。懸掛軸156、158支撐溜槽116並使溜槽116圍繞軸線C樞轉並因此也暴露於來自反應器內的熱氣。所提到的連接由抗熱和抗磨損的彈性軟管實現，然而，旋轉正流和回流導管152、153自身則優選地由標準管制成，其以懸浮方式安裝以允許軸向膨脹，例如利用適合的管夾。因為出口段124至少部分地安裝在下殼體部分104內，出口段124保護旋轉導管152、153避開流進送料斜槽120內的散裝材料的侵害。為了加強這種效果，出口段124在中心通道111內相當大程度的豎直插入是優選的，如圖1所示。

為了避免旋轉導管152、153或它們之間的連接管的破裂，送料斜槽120旋轉地接合至轉子108以隨轉子同步旋轉。在圖1的實施例中，這通過機械聯接器(coupling)160實現，優選地通過軸向可滑動聯接器實現。機械聯接器160可以是適合的鉸接聯動杆(rod linkage)或是任何其它驅動類型緊固件，如分別與轉子108和出口段124上的軸向挺杆孔(tappet hole)相接合的倒U型挺杆。聯接器160將送料斜槽120旋轉地固定至轉子108，使得它們協調一致地旋轉，儘管它們由滾柱軸承109、129分別獨立支撐。值得一提的是，獨立的旋轉支持避免了旋轉接頭130脫離軸線的徑向運動的危險。為了進一步減小這種危險，輔助滾柱軸承129緊靠或優選臨近旋轉接頭130安裝，如圖1中所最佳示出的。儘管機械聯接器是優選地， 也並不排除使用使轉子108與送料斜槽120旋轉地接合在一起的裝置，如驅動送料斜槽120的同步輔助驅動器。此外，旋轉電動連接器(如集電環型)能夠集成在旋轉接頭130中或緊臨旋轉接頭130設置，以便為裝料裝置100的諸如轉子108的旋轉部分上的電動部件供電。

如圖1中進一步所示，旋轉接頭130將旋轉導管152、153分別連接至任何適合的固定冷卻回路(未示出)的固定正流導管154和固定回流導管155。然而，圖1-4中示出了用於將冷卻回路連接在裝料裝置100的旋轉部分上的優選實施例，應當理解的是，旋轉接頭130可以選擇性地或另外地用於連接其它類型的回路，例如連接用於驅動液壓制動器以使根據美國專利第6481946號的溜槽樞轉的液壓動力回路和/或潤滑回路。作為另一顯著特徵，送料斜槽120配備有環形流成形環(annular flow-shaping ring)170，其與軸線B同軸地固定於輻條構件142、144，如在輻條142、144的下游、上游或高度(level)處(當相對流115所見)。流成形環170被構造為所謂的“石盒(stone box)”，即作為材料扣環，其中保留一層爐料以避免磨損。為此，流成形環170具有任何適合的截面，該截面在流115的流動方向上凹進，如圖1所示出的簡單的L型截面。如圖2所示，流成形環170被構造為在圓周360°覆蓋的封閉環，以便連續地阻隔來自入口112、114的流入物，無論送料斜槽120旋轉至何位置。

流成形環170的第一功能是減少當輻條構件142、144穿過流115時流115被阻斷的程度。為此，環形流成形環170位於材料流入送料斜槽120的流徑中央。因此，流成形環170用作“散佈機(spreader)”並且造成材料圍繞軸線B在圓周方向散佈，即，使流擴展。由於流成形環170擴展了流，因此其減少了當輻條構件142、144穿過流115時的流阻斷。作為第二功能，流成形環170減少了流115在分配溜槽116上的離心碰撞，特別是在低流速的情況下。如圖1所示，該流成形環將 流分隔為向內偏流(inward partial flow)和向外偏流。在低流速下，這些偏流在出口段124的上方或內部碰撞而重新結合成降低了水準速率的流。作為第三功能，如果兩種不同類型的爐料同時從各個入口112、114分別落下，環形流成形環170加強了爐料的混合。這種在流成形環170下游的加強的混合是上述每一流入物在圓周向散佈和徑向分割的另一結果。

圖5-6示出了裝料裝置200的第二實施例。在圖5-6中，在結構上和/或功能上與圖1-4中示出的部件相同的部件由在百位元上增加的參考標記表示。因此，下面將僅詳細描述主要不同的和明顯通用的特徵。

在第一實施例中，裝料裝置200具有固定殼體202，該固定殼體具有直接固定在反應器頂部開口的下殼體部分204。上殼體部分206還通過入口212、214形成了與上游安裝設備的氣密連接。然而，在裝料裝置200中，殼體202是單一結構，其具有形成單一外殼的上、下殼體部分204、206。

裝料裝置200還具有設置在殼體202內部的特別設計的送料斜槽220。即，送料斜槽220也圍繞其縱向軸線B旋轉並且包括支撐件240，該支撐件被構造為用於與軸線B同軸地且在下殼體部分202上方支撐導管連通旋轉接頭230的旋轉部分234。支撐件240也具有軸246，軸246的上部將旋轉接頭230支撐在殼體202上方。流成形環270也固定於支撐件240的輻條構件242、244上。

然而，與圖1-4相對地，送料斜槽220通過一個或多個橫樑(例如徑向相對的橫樑262、264)固定地與轉子208相連，如圖6所最佳示出的。橫樑262、264穿過通道210徑向延伸並且圓周向間隔，以允許偶然從送料斜槽220外部經過的爐料在橫樑之間經過並落進反應器內。橫樑262、264的各自的端部牢牢固定于出口段224且固定於轉子208(例如固定於圓柱壁211的下部區域)。優選地，橫樑262、264設置在通道210的最下部區域中以提供額外的熱遮罩。被橫樑262、264 牢牢地連接，送料斜槽220與轉子208形成整體結構而一起旋轉。因此，不需要獨立的滾柱軸承。轉子208的主滾柱軸承209還支撐著送料斜槽220，送料斜槽的縱向軸線B與旋轉軸線A重合。

為了允許旋轉接頭230的較小徑向移動，旋轉接頭230的固定部分234通過撓性構件280連接至上殼體部分206的頂蓋，這種徑向移動可能由旋轉接頭與滾柱軸承209的軸向距離和滾柱軸承209的晃動(play)造成。撓性構件280優選地是氣密性波紋管，即波紋膨脹節(通常叫做脹縮件)，其密封地將旋轉接頭230連接至上殼體部分206的頂部開口，以避免漏氣。為了將固定部分234軸向地緊固至固定殼體202，即為了限制撓性構件280的受壓(pressure-induced)膨脹，兩個或多個鉸接連杆282將安裝凸緣緊固在上殼體部分206的頂蓋上。固定部分234固定在該安裝凸緣上，如圖4所示。如果期望保護撓性構件280不受扭轉載荷影響，優選地設置一個或多個切向連杆(未示出)以便將固定部分234旋轉地固定在殼體部分206上。氣密性密封條優選地設置在固定部分234與支撐件240的軸246之間，例如在安裝凸緣處，以將旋轉接頭230與殼體202內的反應爐氣隔離。

圖7示出了根據本發明第三實施例的裝料裝置300，其是圖1-4的變型。其中央的送料斜槽320也旋轉地圍繞其縱向軸線B由獨立的輔助滾柱軸承329支撐。輔助滾柱軸承329也安裝在上殼體部分306的頂部上且略在導管連通旋轉接頭330下方。因此，滾柱軸承329和旋轉接頭易於接近並且防止爐料撞擊。它們進一步地通過上殼體部分306的頂蓋與支撐送料斜槽320的軸347之間的密封墊或襯墊而免受爐氣損害。然而，其具有獨立的軸承，漏斗形送料斜槽320也在下殼體部分(未示出)中旋轉地接合至轉子。因此，裝料裝置300的下部在下殼體部分(未示出)的高度處具有被配置為如上參照圖1-4所描述的元件和功能，具體地，具有位於轉子上和/或在分配構 件上的任何類型的期望的流體供應回路。圖7僅示出了上殼體部分306中的改進。

如圖7所示，支撐件341具有改進的構造。其具有徑向相對的輻條構件343、345，所述輻條構件朝向軸線B橫向向上延伸至較高處，即延伸超過較長的範圍並且以較陡峭的角度延伸。流成形環370具有與圖1-4中一樣的構造和功能。僅修改了其在較陡峭輻條構件343、345上的附接。當與圖1-4相比較時，通過使用較長的輻條構件343、345，承載送料斜槽320和旋轉接頭330的軸347能夠具有明顯較短的長度。例如為了增加可旋轉送料斜槽320的穩定性，例如，在軸347和其滾柱軸承329的直徑必須較大的情況下，該構造可以是優選地。儘管具有大直徑的軸347和軸承329，但是可以使用適當商業可用類型的小直徑旋轉接頭330。事實上，將一個或多個所要求的導管連接至轉子的旋轉接頭330不必須具有與軸347相同的較大直徑，如圖1和圖7所示。具體地，旋轉接頭330可以具有較小的旋轉部分332，該旋轉部分在中央處安裝在軸347的頂部前端中。另外，其它部件，尤其是與圖1-4中的那些相同的導管連接、結構和/或功能不再重複描述，並且通過百位增加的相應標號來表示。

圖8示出了裝料裝置400的另一實施例。該裝料裝置400是圖5的裝置200的一個變型，其在用於導管連接的小直徑旋轉接頭430的佈置方面有修改。更具體地，圖8示出了用於支撐旋轉部分432的另一可能結構。與上述實施例相比，旋轉接頭430被安裝在殼體402的上部406中。這允許省去在上述實施例中所用的主要用於氣密性的軸和密封墊。如圖8所示，旋轉接頭430以與豎直軸線A或B成小於45°的角度被直接地安裝在與圖7的輻條構件構造相同的陡峭輻條構件443、445的頂部上。因此，儘管沒有軸，旋轉接頭430仍然佈置在殼體402中的最上位置中，在此位置中，旋轉接頭是相對受保護的。雖然圖8示出的是組裝結構，但殼體402可以是一體結構或組 裝結構。通過與以上圖5中所描述的裝置一樣的裝置，送料斜槽420被固定地附接至轉子(圖8未示出)，以便允許省去輔助滾柱軸承。因此，儘管不要求單獨的滾柱軸承，由於朝向且存在(play)於轉子的主滾柱軸承中的軸向距離(見圖5)，旋轉接頭430相對於殼體402的較小徑向移動應該被允許。通過使用與圖5中相似的但是反轉的佈置，因此旋轉接頭430的固定部分434圍繞上殼體部分406中的頂部開口撓性地附接至上凸緣。如圖8所示，撓性構件480將固定的上殼體部分406連接至單獨的安裝凸緣或安裝板481，該安裝凸緣或安裝板相對於殼體402旋轉地支撐且固定固定部分434。如圖5所示，撓性構件480可以是補償器。兩個或多個鉸接連杆482將安裝板481並進而將旋轉接頭430的固定部分434軸向緊固至殼體402。可以設置一個或多個切線連接杆(未示出)，以便阻止固定部分434的任何可能的旋轉。然而，旋轉部分432被直接安裝在輻條構件452、453上，以便與送料斜槽420一起旋轉並且由此與要求流體供應的轉子一起旋轉。固定正流導管454和固定回流導管455從固定部分434通過殼體402外部的安裝板481中的密封開口。然而，通過將旋轉接頭430暴露到殼體402內部的較不利(less friendly)的大氣中，該實施例可以通過避免易磨損氣密密封墊、附加的軸和附加的輔助軸承而減少投資成本。由於陡峭輻條構件452、453和殼體402的特殊構造，旋轉接頭430仍然處於相對受保護的位置並且通過簡單地移除安裝板481而易於接近以便維護。然而，圖1-7的實施例具有密封的軸146、246、347，明顯地具有在不對爐降壓的情況下允許維護的附加好處。

最後，將總結幾個優點。上述實施例都能夠使用小-直徑旋轉接頭，該旋轉接頭用於向任何期望類型的回路(如水冷回路、液壓回路、潤滑管路)中的裝料裝置的旋轉部分供應流體。具體地，所提出的結構使得能夠利用標準型低磨損旋轉接頭對裝料裝置的熱暴露(heat exposed)部分進行高速/高壓回路水 冷。此外，所提出的結構避免旋轉接頭暴露於反應爐氣，從而進一步增加了接頭的壽命。

100‧‧‧裝料裝置

102‧‧‧固定殼體

104‧‧‧下殼體部

106‧‧‧上殼體部分

107‧‧‧連接凸緣

108‧‧‧環形轉子

109‧‧‧主滾柱軸承

110‧‧‧中心通道

111‧‧‧圓柱壁

112、114‧‧‧爐料入口

115‧‧‧爐料流

116‧‧‧分配構件

120‧‧‧送料斜槽

122‧‧‧入口段

124‧‧‧出口段

125‧‧‧圓柱套筒

129‧‧‧輔助滾柱軸承

130‧‧‧旋轉接頭

132‧‧‧旋轉部分

134‧‧‧固定部分

140‧‧‧固定部分

142、144‧‧‧輻條構件

146‧‧‧軸

152‧‧‧旋轉正流導管

153‧‧‧旋轉回流導管

154‧‧‧固定正流導管

155‧‧‧固定回流導管

156、158‧‧‧溜槽懸掛軸

160‧‧‧機械聯接器

170‧‧‧流成形環

200‧‧‧裝料裝置

202‧‧‧固定殼體

204‧‧‧下殼體部分

206‧‧‧上殼體部分

208‧‧‧環形轉子

208‧‧‧主滾柱軸

209‧‧‧主滾柱軸

210‧‧‧中心通道

211‧‧‧圓柱壁

212、214‧‧‧爐料入口

215‧‧‧爐料流

216‧‧‧分配構件

220‧‧‧送料斜槽

222‧‧‧入口段

224‧‧‧出口段

227‧‧‧保護罩

230‧‧‧旋轉接頭

232‧‧‧旋轉部分

234‧‧‧固定部分

240‧‧‧支撐件

242、244‧‧‧輻條構件

246‧‧‧軸

252‧‧‧旋轉正流導管

253‧‧‧旋轉回流導管

254‧‧‧固定正流導管

255‧‧‧固定回流導管

256、258‧‧‧溜槽懸掛軸

262、264‧‧‧橫樑

270‧‧‧流成形環

280‧‧‧撓性構件

282‧‧‧鉸接連杆

300‧‧‧裝料裝置

302‧‧‧固定殼體

306‧‧‧上殼體部分

307‧‧‧連接凸緣

312、314‧‧‧爐料入口

320‧‧‧送料斜槽

322‧‧‧入口段

329‧‧‧輔助滾柱軸承

330‧‧‧旋轉接頭

332‧‧‧旋轉部分

334‧‧‧固定部分

341‧‧‧支撐件

343、345‧‧‧輻條構件

347‧‧‧軸

352‧‧‧旋轉正流導管

533‧‧‧旋轉回流導管

354‧‧‧固定正流導管

355‧‧‧固定回流導管

370‧‧‧流成形環

400‧‧‧裝料裝置

402‧‧‧固定殼體

406‧‧‧上殼體部分

407‧‧‧連接凸緣

412、414‧‧‧爐料入口

420‧‧‧送料斜槽

422‧‧‧入口段

430‧‧‧旋轉接頭

432‧‧‧旋轉部分

434‧‧‧固定部分

441‧‧‧支撐件

443、445‧‧‧輻條構件

452‧‧‧旋轉正流導管

453‧‧‧旋轉回流導管

454‧‧‧固定正流導管

455‧‧‧固定回流導管

470‧‧‧流成形環

480‧‧‧撓性構件

481‧‧‧安裝板

482‧‧‧鉸接連杆

A‧‧‧旋轉軸線

B‧‧‧(送料斜槽的)縱向軸線

C‧‧‧樞轉軸線

A=B‧‧‧旋轉軸線=(送料斜槽的)縱向軸線

參照附圖，通過下面對優選實施例的非限制性描述，更多的細節和優點將會顯而易見，其中：

圖1是示出了裝料裝置的第一實施例的豎直截面示意圖；圖2是根據圖1中線II-II的水準截面圖，示出了用於圖1的裝料裝置的旋轉接頭的支撐件；圖3是根據圖1的線III-III的水準截面圖，示出了旋轉導管與圖1的裝料裝置的轉子之間的連接；圖4是根據圖1的線IV-IV的局部斷開的水準截面圖，示出了將旋轉導管連接至分配溜槽以及連接至圖1的裝料裝置的溜槽懸掛軸(suspension shaft)；圖5是示出了裝料裝置的第二實施例的豎直截面示意圖；圖6是根據圖5的線IV-IV的局部斷開的水準截面圖，示出了旋轉導管與分配溜槽以及與圖5的裝料裝置的溜槽懸掛軸之間的連接。

圖7是示出了裝料裝置的第三實施例的豎直截面示意圖，其對應於圖1的變型；圖8是示出了裝料裝置的第四實施例的豎直截面示意圖，其對應於圖5的變型；所有這些附圖，相同的標號和百位增加的標號表示相同或相似部件。

100‧‧‧裝料裝置

102‧‧‧固定殼體

104‧‧‧下殼體部

106‧‧‧上殼體部分

107‧‧‧連接凸緣

108‧‧‧環形轉子

109‧‧‧主滾柱軸承

110‧‧‧中心通道

111‧‧‧圓柱壁

112、114‧‧‧爐料入口

115‧‧‧爐料流

116‧‧‧分配構件

120‧‧‧送料斜槽

122‧‧‧入口段

124‧‧‧出口段

125‧‧‧圓柱套筒

129‧‧‧輔助滾柱軸承

130‧‧‧旋轉接頭

132‧‧‧旋轉部分

134‧‧‧固定部分

140‧‧‧固定部分

142、144‧‧‧輻條構件

146‧‧‧軸

152‧‧‧旋轉正流導管

153‧‧‧旋轉回流導管

154‧‧‧固定正流導管

155‧‧‧固定回流導管

160‧‧‧機械聯接器

170‧‧‧流成形環

A‧‧‧旋轉軸線

B‧‧‧(送料斜槽的)縱向軸線

Claims (15)

1. 一種用於冶金反應器的裝料裝置，所述裝料裝置包括：固定殼體，其具有：下殼體部分，具有設置於其中的環形轉子，所述轉子能夠圍繞旋轉軸線旋轉且具有與所述旋轉軸線同軸的中心通道；以及上殼體部分，具有至少一個爐料入口，所述爐料入口從所述旋轉軸線偏置；分配構件，由所述轉子支撐以隨所述轉子一起旋轉，所述分配構件用於圍繞所述旋轉軸線沿圓周散佈爐料；送料斜槽，其位於所述固定殼體的中心，所述送料斜槽具有縱向軸線且形成開放的通道，所述通道用於將爐料經過所述中心通道輸送到所述分配構件上；至少一個固定導管，其與所述固定殼體固定地保持在一起；至少一個旋轉導管，其與所述轉子一起旋轉；以及導管連通旋轉接頭，其具有固定部分和旋轉部分，並且將所述固定導管連接至所述旋轉導管，以便向所述轉子和/或所述分配構件供應流體，其特徵在於：所述旋轉接頭的接頭直徑小於所述中心通道的寬度；所述送料斜槽具有：入口段，所述入口段設置在所述上殼體部分中；以及出口段，所述出口段至少部分地設置在所述下殼體部分內；所述送料斜槽被可旋轉地支撐並且旋轉地接合在所述轉子上以隨所述轉子一起旋轉； 所述送料斜槽包括支撐件，所述支撐件具有至少一個輻條構件，所述輻條構件固定於所述送料斜槽，並且所述支撐件支撐所述旋轉接頭的所述旋轉部分，所述旋轉部分與所述縱向軸線同軸並位於所述出口段的上方；以及所述旋轉導管從所述旋轉接頭的所述旋轉部分經過所述支撐件且經過所述送料斜槽的外部延伸至所述轉子和/或所述分配構件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述支撐件包括：軸，所述軸固定至所述輻條構件且與所述送料斜槽的所述縱向軸線同軸；以及輔助滾柱軸承，其支撐所述軸，並由此支撐所述送料斜槽。
3. 如申請專利範圍第2項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述送料斜槽包括機械聯接器，優選地是軸向滑動聯接器，所述聯接器將所述送料斜槽旋轉地連接至所述轉子。
4. 如申請專利範圍第1項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述送料斜槽固定地連接至所述轉子，所述轉子被旋轉地支撐在主滾柱軸承上，使得所述主滾柱軸承支撐所述送料斜槽。
5. 如申請專利範圍第4項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述送料斜槽通過一個或多個在所述中心通道內徑向延伸的橫樑固定地連接至所述轉子，並且由此允許在所述出口段外部的爐料穿過所述中心通道。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述旋轉接頭的所述旋轉部分通過撓性構件和至少兩個鉸接連杆撓性地連接至所述上殼體部分，以便允許所述旋轉接頭相對於所述殼體進行徑向運動。
7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述送料斜槽包括：至少兩個輻條構件，其固定於所述入口段；以及環形流成形環，其固定於所述輻條構件上且與所述縱向軸線同軸，以便在所述送料斜槽內保持並沿圓周散佈爐料。
8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的裝料裝置，其特徵在於，旋轉正流導管和旋轉回流導管從所述旋轉接頭的所述旋轉部分經過所述支撐件並經過所述送料斜槽的外部延伸至所述轉子和/或所述分配構件，並且其特徵在於，在所述轉子和/或所述分配構件上設置冷卻回路，一個或多個所述冷卻回路連接至所述旋轉正流導管和所述旋轉回流導管，並且所述旋轉接頭的所述固定部分連接至所述固定冷卻回路的正流導管和回流導管。
9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述固定殼體包括圓周防塵保護罩，所述圓周防塵保護罩環繞所述送料斜槽並伸進所述轉子的所述通道，在所述防塵保護罩與所述送料斜槽之間具有圓周空隙，所述空隙允許爐料落入所述轉子的所述通道。
10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述支撐件進一步包括空心軸，所述空心軸與所述縱向軸線同軸，並且所述空心軸具有位於所述出口段上方、固定於所述輻條構件的下部以及位於所述入口段上方的上部，所述旋轉接頭的所述旋轉部分固定於所述空心軸的所述上部。
11. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的裝料裝置，其特 徵在於，所述送料斜槽的所述出口段伸進所述轉子的所述通道，在所述出口段和所述通道之間具有環形間隙並且以便保護所述轉子免受爐料侵害，優選地所述出口段伸進所述通道超過所述通道高度的至少50%的軸向距離。
12. 如申請專利範圍第11項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述送料斜槽是漏斗型，優選地包括圓柱形的或向下逐漸變細的管狀的出口段，所述出口段連接至截頭圓錐形的入口段。
13. 如申請專利範圍第12項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述轉子包括樞轉機構，所述樞轉機構具有兩個懸掛軸，用於樞轉地圍繞垂直於所述旋轉軸線的樞轉軸線支撐所述分配構件；所述分配構件是分配溜槽，優選地是裝備有連接至所述旋轉導管的水冷外罩的分配溜槽。
14. 如申請專利範圍第12項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述固定上殼體部分具有至少兩個爐料入口，所述爐料入口從所述旋轉軸線偏置。
15. 如申請專利範圍第14項所述的裝料裝置，其特徵在於，所述兩個爐料入口徑向相對，並且所述送料斜槽包括兩個徑向相對的輻條構件。