专利名称：一种辊式松动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种辊式松动装置，特别是涉及一种冶金行业还原竖炉冶炼金属化还
原物料的松动，适用于高温高压环境下的粘结矿料的松动。
背景技术：
还原竖炉属于高温高压密闭容器。目前在以球团矿或块矿为原料，用还原竖炉直 接还原法生产海绵铁时，由于矿料在高温( 一般为600°C 850°C )和高压( 一般为0. 3 0. 4MPa)环境下具有一定的粘结性，因此在密闭反应容器内易结成块状堆积阻塞在容器内， 不易排出，导致物料层停滞，不仅影响直接还原铁的生成，而且导致物料长时间堆积易产生 崩料塌料的危险，使得后续工艺流程作业不畅。现有的技术中，缺乏对高温高压下粘结的矿 料进行松动的装置和设备，因此，为了有助于还原反应的顺利进行，在高温高压环境下对粘 结的直接还原铁进行松动分离是十分必要的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种辊式松动装置，能有效解决高温、高压 环境下矿料的粘结问题。 本发明采用这样的技术方案来实现，一种辊式松动装置，它包括空心辊体、空心的 支承轴、空心的传动轴和轴承座，其特征在于辊体的两端分别由支承轴和传动轴支撑于轴 承座上；支承轴和传动轴焊接在空心辊体两端；支承轴和传动轴上与密闭容器壁接触处设 有密封系统；空心辊体的外圆键连接有齿套；齿套上焊接松动齿；齿套两端由与辊体外圆 紧配合的固定装置定位；传动轴后部键连接有摇臂，摇臂两端对称铰接两油缸。
在密闭容器内，上述辊式松动装置可单个安装使用，也可成对安装使用。
当成对安装时，两对棍子分别设为主动辊和从动辊，其中只在主动辊上设置摇臂， 摇臂两端与两液压缸杆头铰接；在主动辊的传动轴上、靠近摇臂处键连接摆杆；主动辊和 从动辊之间的连接采用连杆形式；连杆一端与从动辊的传动轴上采用键连接，连杆的另一 端与主动辊上的摆杆铰接。通过两液压缸的配合运动带动摇臂往复转动，从而带动主动辊 往复转动，主动辊上摆杆也随之摆动，相应的通过与摆杆铰链的连杆，将主动辊的运动传递 到了从动辊，从动辊也跟着同向往复摆动。 主动辊和从动辊之间的连接也可采用齿轮、链条和皮带等多种传动形式，实现主 动辊与从动辊的同步往复运动。 为了实现高温高压下粘结矿料的松动分离，上述装置在空心辊体外键连接齿套； 齿套两端由与辊体紧配合的固定装置定位，齿套上焊接松动齿；松动齿的形状为梯形齿，沿 辊体圆周方向均匀布置。为增强辊体的刚性和承载能力，每排松动齿两两交错布置。工作 时松动齿随辊体转动，利用交错布置的梯形齿克服高温物料内摩擦力将粘结成块状的物料 进行分离松动。 由于本装置在高温高压密闭容器内使用，为了保证密封性，在本装置与密闭容器壁接触处设有密封系统。所述密封系统对称布置在本装置的两端——支撑轴和传动轴上，
由密封套、联接套、压盖，密封填料，油环、高压气通道和气量调节环组成；其中高压气通道
设置在密封套内；密封填料、置于密封填料中间的油环和气量调节环套装在密封套内表面，
并与密封套一起装在支撑轴和传动轴上，密封套外套装有联接套，螺钉将联接套和密封套
固定在密闭反应容器壁上；压盖与密封套端面螺栓连接。 所述密封系统采用填料密封和气密密封相结合的双重密封形式。 其中填料密封为密封填料加油环形式；密封填料置于密封套与支撑轴和传动轴的
接触面上，并通过压盖压紧；油环设置在密封填料中间，润滑油由油环润滑口进入油环，对
填料进行润滑，以增强密封性。 其中气密封为高压气体密封；高压气体从高压气进口喷射入高压气通道，在密封 套内循环一周后，从高压气通道的尾部缝隙环状喷射出，形成高压高速密封环，对密闭反应 容器内的高温高压介质进行隔绝与密封，避免容器内的高温高压介质窜进密封填料，防止 密闭容器内高温高压气体外泄，保持密闭容器内的压力，同时防止密闭容器内的粉尘进入 密封填料。 填料密封在高压气密封后，起到双重密封作用。 其中为了确保吹出气体足以产生整个高压气环，增强密封和冷却效果，高压气通 道的尾部剖断面为一弧形喷嘴状。 高压气的喷射量可以靠增减气量调节环，通过调节高压气环及密封套的环状缝隙 大小来进行调节。 为了保证本装置在高温下可靠工作，本发明还在密封套内和辊体内设有冷却水系 统。 其中密封套内的冷却水系统包括密封套冷却水进口 、密封套冷却水腔和密封套冷 却水出口 ，设置在密封套内的冷却水水腔与设置在密封套上的冷却水进口和冷却水出口相 通，冷却水从冷却水进口进入到密封套内的冷却水水腔，水腔充满冷却水后从冷却水出口 流出密封套。 辊体的冷却采用单管冷却方式，在传动轴一端接进水接头，冷却水通过进水接头 从空心辊体的一端进从另一端出。 本发明通过在辊体上设置齿套和松动齿，并利用交错布置的松动齿克服高温物料 内摩擦力，有效地将粘结成块状的物料进行分离松动；通过采用冷却水循环、填料密封、高 压气体密封共同作用，有效的阻隔密闭容器内高温高压介质的外窜，保证了本装置在高温 高压下使用的可靠性。整个装置结构紧凑，操作方便。
图l为本发明的正视图； 图2为图1的俯视图； 图3为图1支承轴密封套部分结构简图； 图4为图1齿套部分结构简图； 图5为密封套等轴测视图。 图中，1-轴承座，2-支承轴，3-密封系统《其中，3-1密封套(3-1-1密封套冷却水进口 ， 3-1-2-密封套冷却水腔，3-1-3-密封套冷却水出口 ) ， 3-2联接套，3-3压盖，3_4密 封填料，3-5油环，3-6高压气通道，3-7气量调节环》，4-辊体，5-齿套，6-传动轴，7-摆杆， 8-摇臂，9-进水接头，10-液压缸，11-连杆，12-固定装置，13-联接键，14-松动齿，15-主 动辊，16-从动辊，17-密闭容器，18-密闭容器壁。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限定在 以下具体方式之中。 —种辊式松动装置，它包括轴承座l，支承轴2，密封系统3，辊体4，齿套5，传动轴 6，摇臂8，液压缸IO，固定装置12，松动齿14。其中，辊体4、支承轴2和传动轴6为空心结 构；支承轴2和传动轴6焊接在辊体4两端，支承轴2和传动轴6的端头支撑于轴承座1上； 齿套5用联接键13与辊体4外圆配合，并通过与辊体4紧配合的固定装置12定位；齿套5 上焊接松动齿14，该松动齿14的形状为梯形齿，沿辊体4圆周方向均匀布置，每排松动齿 14两两交错设置。 本实施例由一对辊式松动装置在密闭容器17内安装组成，其中主动辊15的传动 轴6上设有摇臂8，摇臂8两端与两液压缸10的杆头铰接；在主动辊15的传动轴6上，靠 近摇臂8处键连接有摆杆7 ;主动辊15和从动辊16之间的采用连杆11连接；连杆11 一端 与从动辊16的传动轴6采用键连接，连杆11的另一端与主动辊15上的摆杆7铰接。
主动辊15和从动辊16穿过密闭容器17，在主动辊15和从动辊16与密闭容器壁 18接触处，即在主动辊15、从动辊16的支撑轴2和传动轴6上分别设有密封系统3。该密 封系统3采用填料密封和气密密封相结合的双重密封形式，由密封套3-l、联接套3-2、压 盖3-3，密封填料3-4，油环3-5、高压气通道3-6和气量调节环3_7组成；其中高压气通道 3-6设置在密封套3-1内；密封填料3-2、置于在密封填料3-2中间的油环3_5和气量调节 环3-7套装在密封套3-1的内表面；密封套3-1外套装联接套3-2，螺钉将联接套3-2和密 封套3-1固定在密闭反应容器壁17上；压盖3-3与密封套3-1端面螺栓连接。
其中高压气通道3-6的尾部剖断面为一弧形喷嘴状。 在密封套3-1内设有冷却水系统，包括密封套冷却水进口 3-l-l、密封套冷却水腔
3-1-2和密封套冷却水出口 3-1-3，设置在密封套3-1内的冷却水水腔3-1-2与设置在密封
套3-1上的密封套冷却水进口 3-1-1和密封套冷却水出口 3-1-3相通。 本实施例还利用辊体4、支承轴2和传动轴6的空心结构，对辊体4进行冷却，保
证高温高压环境下使用的可靠性。辊体4的冷却采用单管冷却方式，在空心传动轴6 —端
接进水接头9，冷却水通过进水接头9从传动轴一端进，经空心辊体4，然后从支承轴2 —端出。 工作时，两个液压缸10配合运动，带动与之铰链接的摇臂8往复转动，进而带动主 动辊15往复转动，主动辊15上的摆杆7也随之摆动，相应的通过与摆杆7铰链的连杆11， 将主动辊15的运动传递到了从动辊16，从动辊16也跟着同向往复摆动。高温且略带粘结 性的物料在密闭容器17内自由落下，主动辊15和从动辊16上的辊体4经摇臂8和液压缸 10带动，在一定角度范围内转动，焊接在齿套5上的松动齿14随辊体4转动，物料经松动齿 14松动，使先前粘结在一起的物料相互分离。为了防止密闭容器17内高温高压气体外泄，
5保持密闭容器17内的压力，主动辊15和从动辊16与密闭容器壁18之间采用密封填料和 气密密封相结合的双重密封形式高压气流通过高压气通道3-6在密封套3-1内循环一周 后，从高压气通道3-6的尾部缝隙环状喷射出，形成高压高速密封环，对密闭反应容器17内 的高温高压介质进行隔绝与密封，降低容器壁18外轴承工作部分的温度；密封填料3-4在 高压气密封后，起到双重密封作用；密封填料3-4置于密封套3-1与支撑轴2和传动轴6的 接触面上，并通过压盖3-3压紧实现密封；油环3-5设置在密封填料3-4中间，润滑油由油 环润滑口进入油环3-5，对填料进行润滑，增强密封性。同时，冷却水经进水接头9进入传动 轴6，经空心辊体4，从支承轴2上的接头口流出，致使整个辊子充满冷却水，对辊体进行冷 却。在密封套3-1内，冷却水从密封套冷却水进口 3-1-1进入密封套3-1内的冷却水水腔 3-1-2，待水腔充满后从密封套冷却水出口 3-1-3流出，对密封套3-1进行冷却，保证本装置 在高温高压下使用的可靠性。 本实施例中，可以靠增减气量调节环3-7，通过调节高压气通道3-6及密封套3_1 的环状缝隙大小，来调节高压气体的流量大小。
权利要求
一种辊式松动装置，它包括空心的辊体(4)、空心的支承轴(2)、空心的传动轴(6)和轴承座(1)，其特征在于辊体(4)的两端分别由支承轴(2)和传动轴(6)支撑于轴承座(1)上；支承轴(2)和传动轴(6)焊接在空心辊体(4)两端；支承轴(2)和传动轴(6)上与密闭容器壁(18)接触处设有密封系统(3)；空心辊体(4)的外圆采用联接键(13)连接有齿套(5)；齿套(5)上焊接松动齿(14)；齿套(5)两端由与辊体(4)外圆紧配合的固定装置(12)定位；传动轴(6)后部键连接有摇臂(8)，摇臂(8)两端对称铰接两液压缸(10)。
2. 如权利要求1所述的辊式松动装置，其特征在于辊式松动装置在密闭容器17内单 个安装。
3. 如权利要求1所述的辊式松动装置，其特征在于辊式松动装置在密闭容器17内成对安装；两对棍子分别设为主动辊(15)和从动辊(16)，其中主动辊(15)上设置摇臂(8); 摇臂(8)两端与两液压缸(10)的杆头铰接；在主动辊(15)的传动轴(6)上、靠近摇臂(8)处键连接摆杆(7);主动辊(15)和从动辊(16)之间的连接采用连杆(11)形式；连杆(11)一端与从动辊(16)的传动轴(6)采用键连接，连杆(11)的另一端与主动辊(15)上的摆杆 (7)铰接。
4. 如权利要求3所述的辊式松动装置，其特征在于主动辊(15)和从动辊(16)之间 的连接还能采用齿轮、链条和皮带等多种传动形式。
5. 如权利要求l所述的辊式松动装置，其特征在于所述松动齿(14)的形状为梯形 齿，沿辊体(4)圆周方向均匀布置，每排松动齿(14)两两交错设置。
6. 如权利要求l所述的辊式松动装置，其特征在于所述密封系统(3)由密封套 (3-l)、联接套(3-2)、压盖(3-3)，密封填料(3-4)，油环(3_5)、高压气通道(3-6)和气量调 节环(3-7)组成；其中高压气通道(3-6)设置在密封套(3-1)内；密封填料(3-4)、置于在 密封填料(3-4)中间的油环(3-5)和气量调节环(37)套装在密封套(3-1)内表面，并与密 封套(3-1) —起装在支撑轴(2)和传动轴(6)上；密封套(3-1)外套装有联接套(3-2)，螺 钉将联接套(3-2)和密封套(3-1)固定在密闭反应容器壁(18)上；压盖(3-3)与密封套 (3-1)端面螺栓连接。
7. 如权利要求6所述的辊式松动装置，其特征在于密封套(3-1)内设有冷却水系统， 包括密封套冷却水进口 (3-1-1)、密封套冷却水腔(3-1-2)和密封套冷却水出口 (3-1-3)， 设置在密封套(3-1)内的冷却水水腔(3-1-2)与设置在密封套(3-1)上的密封套冷却水进 口 (3-1-1和密封套冷却水出口 (3-1-3)相通。
8. 如权利要求1所述的辊式松动装置，其特征在于辊体(4)采用单管冷却方式，空 心传动轴(6) —端接进水接头(9)，冷却水通过进水接头(9)从传动轴一端进，经空心辊体 (4)，然后从空心支承轴(2) 一端出。
9. 如权利要求6所述的辊式松动装置，其特征在于高压气通道(3-6)的尾部剖断面 为一弧形喷嘴状。
全文摘要
本发明公开了一种辊式松动装置，适用于高温高压环境下粘结矿料的松动。该装置包括空心辊体、焊接在空心辊体两端的支承轴和传动轴，和用于支撑辊体的轴承座；支承轴和传动轴与密闭容器壁之间设有密封系统；辊体外键连接有齿套；齿套上焊接松动齿；传动轴后部键连接有摇臂，摇臂两端对称铰接两驱动油缸。该装置可单个使用，也可成对使用。当成对安装时，主动辊和从动辊之间可采用连杆、齿轮、链条和皮带等多种传动形式，实现主动辊与从动辊的同步往复运动。本发明通过设置交错布置松动齿，有效地将粘结成块状的物料进行分离松动；通过采用冷却水、填料密封、高压气体密封共同作用，保证了本装置在高温高压下使用的可靠性。
文档编号C21B13/00GK101696846SQ200910191210
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者彭华国, 王涛, 蔡松伯, 赵渭康, 金明芳 申请人:中冶赛迪工程技术股份有限公司;