一种用于高炉炉顶的补偿式插板阀的制作方法

本发明涉及一种高炉无料钟炉顶装料设备，具体涉及一种用于高炉炉顶的补偿式插板阀。

背景技术：

目前，国内高炉无料钟炉顶装料设备，其组成自上而下一般为：受料斗、放料阀、上密封阀、料罐、节流阀、下密封阀、波纹补偿器、布料器等，且其各个组成部分均为单体部件。

波纹补偿器均为安装在布料器顶部，其主要作用是补偿高炉受热膨胀上涨量。现有技术中的波纹补偿器的结构如图1所示，外部为不锈钢波纹管，起到径向和轴向补偿作用，内部为用于下料的下料管。但是，现有技术中的高炉无料钟炉顶装料设备存在以下缺点：在投产前的烘炉中，高炉中的高温气体有可能从波纹补偿器中上流，损坏一些无法耐受高温的部件；或者在生产检修中，高炉中的高温气体也有可能从波纹补偿器中上流，对检修人员造成伤害。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的目的是提供一种用于高炉炉顶的补偿式插板阀，既能够补偿高炉受热膨胀的上涨量，又能够在需要时对高炉进行密封，防止下部热气上流。

本发明提供了一种用于高炉炉顶的补偿式插板阀，包括：

设在所述高炉炉顶上的中空基座；

设于所述中空基座的顶部上的壳体，所述壳体具有能够允许其进行轴向伸缩的褶皱结构；

设于所述壳体内用于向所述高炉内输送物料的下料斗；

驱动机构，与所述壳体和所述中空基座均相连，并能够带动所述中空基座进行轴向上下运动，以使所述壳体与中空基座相接合或相分离；以及

插板，能够在所述壳体与中空基座相分离时插入在两者之间的间隙内，并能够切断所述下料斗与所述中空基座之间的连通。

优选地，所述驱动机构包括与所述壳体和所述中空基座均相连的直线驱动机构。

优选地，所述直线驱动机构是液压缸。

优选地，还包括能够对所述壳体和所述中空基座施加相向压力以缩窄所述壳体与中空基座之间的间隙的压紧式防松机构。

优选地，所述壳体的底部具有径向向外延伸的第一凸缘，所述中空基座的底部具有径向向外延伸的第二凸缘，所述压紧式防松机构包括贯穿所述第一凸缘和第二凸缘的杆件，以及设于所述杆件的一端上的锁止件和设于所述杆件的另一端上的调整件，所述调整件能够相对所述杆件运动而改变其与所述锁止件之间的间距，从而缩窄所述壳体与中空基座之间的间隙。

优选地，所述锁止件是通过螺纹结构与所述杆件相连的螺母，所述调整件是径向地贯穿所述杆件的楔块。

优选地，还包括沿着径向贯穿所述壳体和/或中空基座的且用于推拉所述插板的推杆。

优选地，还包括与所述壳体和/或中空基座相连的滑道，且所述滑道能与所述间隙齐平以用于引导所述插板滑入或滑出所述间隙。

优选地，还包括设置在所述下料斗与所述壳体之间的隔热式填充物。

优选地，所述褶皱结构是波纹管状的结构。

根据本发明提供的用于高炉炉顶的补偿式插板阀，其壳体上的褶皱结构具有补偿功能，既能够补偿高炉受热膨胀造成的尺寸变化，又能补偿安装的误差。而驱动机构让壳体与中空基座之间能够产生间隙，用于在需要时插入插板，切断下料斗与中空基座之间的连通，以防止热气上流。在高炉投产前的烘炉中，本发明能够防止热气上流而损坏设置在本发明上方的无料钟炉顶设备；在生产检修中，也能够隔绝下部高炉中的高温和煤气，使人员在上部设备内检修更加安全。且其结构简单可靠，便于实施推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为现有技术中的波纹补偿器的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的补偿式插板阀的主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的俯视图；

附图标记说明：1、中空基座；2、壳体；3、下料斗；4、驱动机构；5、插板；6、压紧式防松机构；7、推杆；8、滑道；11、第二凸缘；21、褶皱结构；22、第一凸缘；61、杆件；62、锁止件；63、调整件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图2为根据本发明实施例的补偿式插板阀的主视图，图3为图2的左视图，图4为图2的俯视图。如图2～4所示，该用于高炉炉顶的补偿式插板阀包括：设在高炉炉顶上的中空基座1；设于中空基座1的顶部的壳体2，壳体2具有能够允许其进行轴向伸缩的褶皱结构21；设于壳体2内用于向高炉内输送物料的下料斗3；驱动机构4，与壳体2和中空基座1均相连，并能够带动中空基座1进行轴向上下运动，以使壳体2与中空基座1相接合或相分离；以及插板5，其能够在壳体2与中空基座1相分离时插入在两者之间的间隙内，并能够切断下料斗3与中空基座1之间的连通。上述褶皱结构21优选为波纹管状的结构。波纹管结构因其结构形状和管壁较薄的特性，应力补偿能力强，当由于冷缩等原因造成高炉无料钟炉顶装料设备的热应力较大时，具有弹性特征的波纹管的曲率只发生微小变化，非常适合用于补偿、消除热应力。

因壳体2具有补偿功能，在高炉受热膨胀时褶皱结构21能够补偿高炉热胀冷缩造成的尺寸变化，而且还能补偿高炉炉顶设备的安装误差，以避免由此造成的高炉设备的损坏，或减短高炉设备的使用寿命。

在高炉投产前的烘炉中，为防止热气上流而损坏设置在本发明上方的无料钟炉顶设备；以及在生产检修中，为隔绝下部高炉中的高温气体，保障检修人员的安全，都需要切断下料斗3与中空基座1之间的连通，此时即可使用插板5来进行操作。驱动机构4首先带动中空基座1沿轴向向下运动，让壳体2与中空基座1之间产生间隙，然后在间隙中插入插板5，防止热气上流。插入插板5后，驱动机构4又带动中空基座1沿轴向向上将插板5紧压在壳体2与中空基座1之间。

上述驱动机构4可以是液压缸、气压缸，也可以是蜗轮蜗杆或齿轮齿条。在一个实施例中，驱动机构4包括与壳体2和中空基座1均相连的直线驱动机构。更优选地，该直线驱动机构4是液压缸。因液压缸体积小，所占空间小，但传动功率大，适合使用在设备较重的高炉无料钟炉顶装料设备上。

本发明的用于高炉炉顶的补偿式插板阀还包括能够对壳体2和中空基座1施加相向压力以缩窄壳体2与中空基座1之间的间隙的压紧式防松机构6。压紧式防松机构6用在插入插板5后，对壳体2与中空基座1施加相向压力，防止液压缸的压力波动造成二者之间密封不严，而使得插入插板5后高炉中的热气溢出。同样，在插板5拉出后也需要使用压紧式防松机构6来使壳体2和中空基座1之间可靠密封。压紧式防松机构6优选为四个，沿壳体2的周向等间距设置，以达到最佳的密封效果。同时，在中空基座1上与插板5接触的位置还设置有密封圈，进一步保证插入插板5后补偿式插板阀依然能够可靠密封。

优选地，在壳体2的底部具有径向向外延伸的第一凸缘22，中空基座1的底部具有径向向外延伸的第二凸缘11，第一凸缘22和第二凸缘11用于安装压紧式防松机构6，使其能够牢固地固定在壳体2和中空基座1上。压紧式防松机构6优选的设置为：压紧式防松机构6包括贯穿第一凸缘22和第二凸缘11的杆件61，以及设于杆件61的一端上的锁止件62和设于杆件61的另一端上的调整件63，调整件63能够相对杆件61运动而改变其与锁止件62之间的间距，从而缩窄壳体2与中空基座1之间的间隙。当杆件61贯穿第一凸缘22和第二凸缘11后，将锁止件62与杆件61连接，固定在第二凸缘11的下方，再将调整件63安装到第一凸缘22的上方，锁止件62和调整件63的位置可互换。

更优选地，锁止件62是通过螺纹结构与杆件61相连的螺母，调整件63是径向贯穿杆件61的楔块。因调整件63为楔形，调整件63贯穿后卡入杆件61的长度不同，则会造成杆件61和锁止件62的轴向上下位移，从而达到调整壳体2与中空基座1的间隙宽度的作用，最终实现将插入的插板5压紧或者在没有插板5时将壳体2与中空基座1相对压紧，避免高炉的热气溢出。采用楔块直接贯穿杆件61的设计，能够让调整件63的安装拆卸更加快捷、方便。上述杆件61也可以是双头螺柱，锁止件62和调整件63是与之配合的螺母。

在一个实施例中，本发明还包括沿着径向贯穿壳体2和/或中空基座1的且用于推拉插板5的推杆7。因高炉的温度很高，通过推杆7远距离操作插板5能够避免操作者靠近高炉，保障操作者的安全。

壳体2与中空基座1之间还设置有滑道8，滑道8可与壳体2相连，也可与中空基座1相连，且滑道8能与间隙齐平以用于引导插板5滑入或滑出间隙。让插板5通过滑道8滑入间隙中，通过滑道8的引导，使得插板5的滑入和滑出都更加顺畅，也能够避免插板5在滑动过程中被卡住，影响高炉的正常工作。

另外，为防止炉顶的高温气体向外辐射热量，本发明在下料斗3与壳体2之间设置有隔热式填充物。此隔热式填充物的材料为硅酸铝纤维毡。

在实际的操作过程中，当需要插入插板5时，首先要将原本安装好的压紧式防松机构6取下，当液压缸的活塞推动中空基座1沿轴向向下运动，壳体2和中空基座1之间的间隙增大，操作者利用推杆7将插板5插入间隙中；随后，液压缸的活塞缩回，从而将插板5紧压在壳体2与中空基座1之间。此时，再将四个压紧式防松机构6的杆件61插入壳体2的第一凸缘22和中空基座1的第二凸缘11内，杆件61的下部用锁止件62(即螺母)拧紧，其上部用调整件63(即楔块)贯穿卡入，调整楔块卡入杆件61的长度，最终实现楔块卡紧，将壳体2、插板5和中空基座1三者压紧。在插板5拉出后，同样使用压紧式防松机构6来使壳体2和中空基座1可靠密封。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。