一种气体耦合装置的制作方法

本实用新型属于冶金行业炼钢技术领域，涉及一种用于炼钢厂钢水罐底吹氩气的自动连接的设施，特别涉及一种气体耦合装置。

背景技术：

目前，国内冶金行业钢铁企业，在现有技术中采用吹氩导向装置用于炼钢厂钢水罐底吹氩气的自动连接作用，改变传统手工连接既危险又耗时的状况。当钢水罐徐徐落下座到钢水罐车上的同时，吹氩装置会沿着导向装置的导向段慢慢地与导向装置接合，直至钢水罐完全坐到钢水罐车上后实现吹氩装置与导向装置完全的接合，达到工作状态。在此期间，吹氩装置会产生小角度的摆动和压缩位移。当钢水罐吊离钢水罐车后，吹氩装置靠弹簧回弹和球面垫实现自动恢复原位置。导向装置通过焊接的方法与钢水罐形成固定连接。吹氩装置下支座预先焊接到钢水罐车体上，再通过螺栓将吹氩装置固定。吹氩装置为柔性结构，由主杆、上盖、弹簧、底座、球面垫、锁紧螺母和防护套组成。工作时，弹簧整体会产生一定角度的摆动，还会有一定量的轴向压缩。弹簧下端套在底座上使其上端可以随主杆的摆动而摆动，以补偿钢水罐变形带来的导向装置水平方向的位置误差；弹簧被轴向压缩，一是可以补偿钢水罐变形带来的导向装置垂直方向的位置误差，二是可以满足气体耦合时结合面处密封的需要。通过锁紧螺母将球面垫与底座连接，一是起到弹簧预紧作用；二是保证吹氩装置不工作时能够可靠回位；三是在导向装置与吹氩装置刚刚接触时，允许吹氩装置产生小幅摆动。防护套为石棉制品，防止高温钢渣等异物进入吹氩装置内部将弹簧卡死，从而丧失工作能力。

吹氩导向装置工作环境恶劣，容易被上方落下或飞溅出的钢渣砸坏、烧坏或埋没。现有的吹氩装置虽然有防护套作保护，但防护能力有限，经常损坏而使弹簧暴露在恶劣环境中被钢渣卡死无法工作，或受高温烘烤等原因很快失去弹性无法工作。弹簧受压缩的同时还受到倾翻力矩的作用，降低了使用寿命。尤其在受到冲击载荷时，更加剧了使用寿命短的状况，甚至出现弹簧钢丝断裂现象。

吹氩导向装置分为单线型和双线型。所谓的双线型，其实就是在单套吹氩导向装置不能满足大型钢水罐底吹气供气时，采用两套吹氩导向装置并联的方式满足钢水罐底吹气供气需求，投资费用增加近1倍。

由于上述原因，既造成生产维护不方便、运行故障率高和寿命较短，又造成双线型投资近乎翻倍等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述存在的缺陷，提供一种气体耦合装置，解决钢水罐底吹氩气自动连接问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种气体耦合装置,包括气体耦合输入装置和气体耦合输出装置，气体耦合输入装置包括主杆，主杆外套设主弹簧和主弹簧上盖，并由主杆上的凸沿限位，主弹簧上盖与主弹簧底座内外径配合形成滑动密封，并由锁紧螺母紧固在主杆上，主弹簧底座通过对称设置的销轴一与支撑板一连接，主弹簧底座与支撑板一之间对称设置副弹簧机构一，支撑板一通过对称设置的销轴二与支撑板二连接，支撑板一与支撑板二之间对称设置副弹簧机构二，销轴一与副弹簧机构一相位差90°，销轴二与副弹簧机构二相位差90°。

副弹簧机构一与副弹簧机构二相位差90°，成十字交叉分布，气体耦合输出装置包括导向锥套，导向锥套通过悬挂轴及套设在悬挂轴上的关节轴承与上座连接，导向锥套内孔上设有导向键，气体耦合输入装置的主杆通过导向键导向插装在导向锥套内孔里。

所述的主杆与外部气源连接，其内部设有1～2个通气孔。

所述的导向锥套内设有与主杆的通气孔相通的出气孔，出气孔连接到钢水罐底部。

所述的副弹簧机构一和副弹簧机构二结构相同，副弹簧机构一和副弹簧机构二均包括副弹簧杆，副弹簧杆上安装球面垫、副弹簧座及副弹簧。

所述的支撑板二固定在钢水罐车上。

所述的上座固定在钢水罐上。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.主弹簧上盖内径与主弹簧底座外径配合，形成滑动密封，取代原石棉防尘套作业，即长寿又可靠。

2.副弹簧机构一、二形成的万向十字轴节使主杆在水平方向上可以做适度的摆动，使自由状态下的主杆始终保持垂直态。

3.上座通过关节轴承和悬挂轴与导向锥套配合，形成的万向轴节使通过关节轴承悬挂在钢水罐上的导向锥套依靠自重始终保持垂直态。

4.钢水罐座入钢水罐车时，气体耦合输出装置与气体耦合输入装置自动连接到一起，主杆内孔与导向锥套内孔形成耦合，实现底吹气的自由输送。

5.本实用新型设计为刚性万向节结构，主弹簧不再承受倾翻力矩的作用；通过刚性滑动密封结构取代柔性石棉防护套，主弹簧工作环境安全、可靠，可大幅提高主弹簧运行寿命；由于主杆双内孔设计形式，单套气体耦合装置就可以满足原双套吹氩导向装置的作用，可节省投资近50％；具有设计合理、结构简单、生产维护方便和运行寿命高等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中B-B剖视图。

图中：主杆1、主弹簧上盖101、主弹簧102、主弹簧底座103、锁紧螺母104、支撑板一109、轴二110、支撑板二111、销轴一112；

副弹簧机构一12、销副弹簧机构二13、副弹簧杆120、球面垫123、副弹簧座122、副弹簧121；

导向锥套2、悬挂轴203、关节轴承202、上座204。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

如图1-图2，一种气体耦合装置,包括气体耦合输入装置和气体耦合输出装置，气体耦合输入装置包括主杆1，主杆1外套设主弹簧102和主弹簧上盖101，并由主杆上的凸沿限位，主弹簧上盖101与主弹簧底座103内外径配合形成滑动密封，并由锁紧螺母104紧固在主杆1上，主弹簧底座103通过对称设置的销轴一112与支撑板一109连接，主弹簧底座103与支撑板一109之间对称设置副弹簧机构一12，销轴一112与副弹簧机构一12相位差90°。支撑板一109通过对称设置的销轴二110与支撑板二111连接，支撑板二固定在钢水罐车上。支撑板一110与支撑板二111之间对称设置副弹簧机构二13，销轴二110与副弹簧机构二13相位差90°。副弹簧机构一12与副弹簧机构二13之间相位差90°，成十字交叉分布。副弹簧机构一12和副弹簧机构二13结构相同，副弹簧机构一12和副弹簧机构二13均包括副弹簧杆120，副弹簧杆120上安装球面垫123、副弹簧座122及副弹簧121。主杆1与外部气源连接，其内部设有1～2个通气孔。

气体耦合输出装置包括导向锥套2，导向锥套2通过悬挂轴203及套设在悬挂轴203上的关节轴承202与上座204连接，上座固定在钢水罐上。导向锥套2内孔设有导向键201，气体耦合输入装置的主杆1通过导向键201导向插装在导向锥套2内孔里。导向锥套内设有与主杆的通气孔相通的出气孔，出气孔连接到钢水罐底部。

气体耦合输出装置座入气体耦合输入装置过程中，导向锥套下端面与主杆上端面接触，并压迫主杆向下移动；主杆向下移动时通过主弹簧上盖使主弹簧压缩，坐在主弹簧底座上的主弹簧产生反作用力为确保导向锥套下端面与主杆上端面之间形成可靠密封提供了必要的正压力；导向锥套下端面与主杆上端面之间形成的密封面为平面，密封性大为提高。

主杆内部设有1个通气孔时，气体耦合装置为单线型吹氩导向装置。主杆内部设有2个通气孔时，气体耦合装置为双线型吹氩导向装置。

上面所述仅是本实用新型的基本原理，并非对本实用新型作任何限制，凡是依据本实用新型对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。