专利名称：高炉炉顶密封式料流控制箱的制作方法
技术领域：
本发明是对高炉炉顶进料系统装置的一次重要改进，特别是对其中密封料流控制机构的一次改进设计。
背景设计为保证冶金高炉的连续作业，特别是在炉内高温高气压下连续从炉顶补充矿石和焦炭作业，需要有特殊的装置来做支持，这就是在行业称为密封式料流控制箱。该装置是由球形、瓜瓣式料流调节阀和与其复合组配的气体密封阀组合而成的箱体式结构，前者用来控制矿石或焦炭的料流，后者用来在传输过程间歇中的炉顶气密截止用。目前，由于操作程序上的需要在布料系统中要用上、下两道密封或料流控制箱装置。上节流阀驱动装置的繁杂庞大，气流密封阀门翻转式结构的笨重落后，造成整体体积庞大，超高，安装、调整困难，制做成本高昂，设备运行的稳定度差。操作控制上的精度也不高，目前有很大的改进空间。
本发明的关键在于改进两种阀门的驱动机构，最大限度压降整个装置的设计高度，从而提高系统的稳定程度和操作、安装、调试运行的程序极大地降低生产成本，运行成本和维护成本。在改进的设计方案中，气流密封阀的阀口及支架设定在箱体上并套装在料流调节阀瓜瓣形阀板的下方。由于支架设计成倒圆台状，实际上瓜瓣式阀板就相当在支架内开合，这本就是一个节省空间的组合式设计。而本发明的关键之处在于气流密封阀的阀板旋转轴设在了阀板密封平面的上方，且与该平面平行，这一旋转轴借助对称的异形曲柄加连杆与阀板上的提升轴相绞连形成一个翻转与提升机构，阀板开启时设定在倒圆台形阀口支架的侧向空间竖立，绕旋转定轴做旋转后可以达到阀口的垂直正下方位，旋转转轴继续旋转会在导向机构和异形曲柄连杆的协调带动下产生垂直上升达到阀口的密封位。以上的设计充分地利用倒圆台形支架，形成球形瓜瓣式阀板和气密阀板的共用空间，从而大大地密封箱体的整体高度。
下面结合附图进一步说明本发明的发明目的是如何实现的。
附
图1为本发明的结构示意图。
附图2为附图1的左视剖视图。
附图3为异形曲柄连杆达水平位时状态图。
附图4为异形曲柄连杆从达提升密封位时的状态图。
附图5为双曲柄连杆同步驱动机构示意图。
附图6为瓜瓣式阀板的同步驱动机构。
附图7为复式曲柄连杆结构示意图。
其中1代表箱体，2代表阀口，2A为限位片，3代表阀口内支撑架，4为阀板，4A为阀板上的提升轴，5为异形曲柄，5A为曲柄上的挡片，5B为助力复位簧片，5C为连在异形曲柄5和提升轴4A上的连杆，6为驱动半轴，6A为从动曲柄，7为推动中间连杆，8为主动曲柄，9为主动轴，10为原动曲柄，11为液压缸，11A为液液活塞杆，12为液压缸活动支架，14为法兰，15为耐磨衬板，16为工艺检修口。
附图中20是指节流阀上阀口支架，20A为上接口法兰，21代表耐磨衬套，22、23为瓜瓣式阀门，24为驱动实心耳轴，25为驱动空心耳轴，26为支撑耳轴，26A为支撑耳轴的定位套，25A为从动齿轮，24A为实心轴上的从动曲柄，27为原动轴，27A为原动轴27上的主动齿轮，27B为主动曲柄，28为连接主动、从动曲柄之间的驱动连杆，29为原动轴与动力源的连接部件，30为同步机构的支撑箱体。
同步驱动机构设在阀体外，可参考图5。它由设在阀体外两个半轴6上的从动曲柄6A，和设在驱动主轴9的两个主动曲柄8，以及主从曲柄之间的连接推拉杆7组成的双曲柄连杆结构，由驱动主轴9旋转带动主动曲柄8、推拉从动曲柄6A使驱动主轴6旋转使阀板4开启。翻转复位借助阀板4重力，节省能源。当阀板4达到水平位时会受到限位挡板2A阻挡准确到位。此时驱动轴9受力，继续传递力矩使异形曲柄5提升连杆5C形成密封面上移到位形成密封截流。以上过程减少了阀板4的运动空间，到位准确，密封严格，所以适应于炉顶设备的配套应用。
本发明的关键在于在翻转提升机构中异形曲柄5呈直角三角形折面状，其中一个锐角端固定在旋转半轴6上，与上述锐角对应的直角边外设定一个有定位并驱动连杆作用的挡片5A，连杆5C变成对应的折面状，其一端绞连在异形曲柄5上，另一端与阀板4的提升轴4A绞连，其开启时异形曲柄5上的挡片5A驱动杆杠5C，并带动阀板4绕半轴6旋转。回位时，异形曲柄4在阀口2上的导向挡片2A的作用上使阀板垂直上升到密封位。设在异形曲柄4上的弹簧片5B呈起辅助到位的功能。
阀口2结构的设计与其应用环境相关，为了使瓜瓣式球形料流调节阀与密封阀相对接，阀口2的结构由两部分组成，倒圆台形阀口支撑架3和圆柱形带密封面的阀口2二者之间借法兰盘连接，在阀口2的一个侧面设有限定阀板水平位的定位板2A。倒圆台形的支架3定位在阀上端进气口的下方，并留有空间使节流阀的球形阀片能嵌进密封阀的上顶端，而且为阀板的开启位提供了足够的滞留空间，阀板4开启位时定位在倒圆台形支架2侧面竖立，从而大大地简化了整个密封箱体的结构和降低了竖直高度，大大节省了炉顶空间，降低了设备的工程作业难度。
密封阀结构中阀体的下端部可设计为倒圆台形，并设有耐磨的收口附板15，以上结构有利于和下部构件连接，适应于矿石和焦炭的传输。
为进一步地简化密封箱体的结构，本发明中特别将节流阀中的传动机构做进一步的改进，球形、瓜瓣式料流调节阀是借助两个对称开有半个方孔的阀瓣(22、23)绕同一轴线同步反向的运动，造成阀瓣的开合，形成过料孔面积的线性调节，所以其关键的结构是使两阀瓣的同步反向驱动。传统设计采取对称主动耳轴式的设计，采取双边分别驱动，其中一个阀瓣，这样的结构使箱体外的同步驱动机构复杂而又庞大。在所改进的设计中使两个阀瓣(22、23)产生同步反向转动的驱动机构与设在箱体1单边的实心耳轴24和空心耳轴25相连，对称设置的支撑耳轴26定位在箱体1上与两阀瓣成支撑转动配合关系。
同步反向的同步驱动机构就设在箱体1的目一侧。它包括一个原动轴27，该原动动轴上固定有主动齿轮27A和主动曲柄27B，与主动齿轮27A相啮合的同模数、同齿数的从动齿轮25A定位在从动的空心耳轴25上。而主动曲柄27B通过连杆与从动曲柄24A相连。从动曲柄24A定位在从动实心耳轴24上，这样的结构，使得当原动轴27旋转时，由于齿轮27A和从动齿轮25A的啮合及复合曲柄(26A、27B)，连杆28的连动使实、空心耳轴产生完全同步的反向旋转，从而驱动两个阀板(22、23)产生同步反向的开合运动，形成入料口截面积有规则的加大或缩小。而本设计紧凑、简单、同步操作准确到位，不但体积空间大大地减小，而且使成本大幅下降，可靠性与稳定性亦有明显的提高。
综上所述，气密箱体和节流阀在阀板驱动方式上的改进，不但使结构大大简化，可靠性、稳定性有明显地提高，而且最限度地降低了箱体的总高度，大大降低了制作成本，节省了工作空间，使气密箱体从安装操作做到运行维修上均有了重大的进步。
权利要求
1.高炉炉顶密封式料流控制箱，由球形、瓜瓣式料流调节阀和气流密封阀组合而形成的箱体式结构，其特征在于气流密封阀的阀口(2)及支架(3)设定在箱体(1)上并套装在料流调节阀的球形、瓜瓣式阀板(22、23)的下方，气流密封阀的阀板(4)的旋转定轴设在气密封阀板(4)密封平面的上方，且与该平面平行，旋转定轴借助对称异形曲柄(5)和连杆(5C)与阀板(4)上的提升轴(4A)绞连形成阀板(4)的翻转与提升机构。
2.根据权利要求1所说的密封式料流控制箱，其特征在于旋转定轴是定位在箱体(1)上的两个同心对称半轴(6)，对称的异形曲柄(5)定位在两上同心半轴(6)上，并通过绞连在其上的连杆(5C)与阀板(4)的提升轴(4A)绞连，两个旋转半轴(6)与异形曲柄(5)连杆(5C)组成翻转提升机构，该机构通过箱体(1)外从动曲柄(6A)与同步驱动机构连接在动力源上。
3.根据权利要求2所说的密封式料流控制箱，其特征在于翻转提升机构中的异形曲柄(5)呈直角三角形折面状，其一个锐角端定位在旋转半轴(6)上，上述锐角对应的直角边上设定有定位暨驱动挡片(5A)，连杆(5C)呈对应的折面状，其一端绞连在异形曲柄(5)上，另一端与阀板(4)的提升轴(4A)绞连。
4.根据权利要求2所说的密封式料流控制箱，其特征在于同步驱动机构由设在箱体(1)外侧面上的两个从动曲柄(6A)，推拉杆(7)和驱动主轴(9)上的两个主动曲柄(8)，驱动主轴(9)与动力输出机构相连。
5.根据权利要求4所说的密封式料流控制箱，其特征在动力输出机构是由液压油缸(11)带动的活塞杆(11A)驱动的主动曲柄(8)与动力输入主轴(9)同连，液压油缸(11)与液压栈相连通形成液压驱动下的动力输出机构。
6.根据权利要求1所说的密封式料流控制箱，其特征在于阀口结构由两部分组装而成，倒圆形台形的阀口支架(3)，圆柱形带密封面的阀口(2)，两者之间借助法兰盘连接，在阀口上设有阀板(4)的定位板(2A)。
7.根据权利要求1所说的密封式料流控制箱，其特征在于箱体(1)下端部是倒圆台形，并在出口处设有耐磨附板(15)。
8.根据权利要求6或7所说的密封式料流控制箱，其特征在于气流密封阀阀口支架(3)定位在箱体(1)内中端节流阀阀瓣(22、23)的下方，阀板(4)开启位置设置在阀口(2)倒圆台形支架(3)的侧面。
9.根据权利要求1所说的密封式料流控制箱，其特征在于于料流调节阀中的球形、瓜瓣式阀板驱动机构、采取单边同心耳轴(24、25)为主动轴，另边同心耳轴(26)为被动支承轴，主动轴(24、25)与同步反向驱动机构连接。
10.根据权利要求9所说的密封式料流控制箱，其特征在于同心耳轴(24、25)的同步反向驱动机构由原动力轴(27)，套装定位在原动轴(27)上的主动齿轮(27A)和与主动齿啮合的同模同齿数从动齿轮(25A)，该从动齿轮(25A)与空心耳轴(25)固接，以及固连在原动轴(27)和实心耳轴(24)之间的双曲柄连杆机构组成(27B、24A、28)。
全文摘要
本发明是对高炉上料装置中密封箱体的一次改进。改进的设计方案中将气密阀的定轴翻转式结构改进为翻转提升式结构，使定轴位置升高使阀板形成侧位、水平位和密封位的结构，借助异形曲柄和杠杆完成阀板的翻转下提升，从而大大减少了阀板占据的运动空间。另外，对球式、瓜瓣式节流阀的双边驱动耳轴式结构，改进为单边自同步式反向驱动机构，使整个装置体积大大缩小，操作简化，运行稳定，到位准确，成本大幅下降，是对高炉布料装置的一次有益改进。
文档编号C21B7/18GK1424408SQ0310014
公开日2003年6月18日 申请日期2003年1月7日 优先权日2003年1月7日
发明者李玉清 申请人:李玉清