用于冶金反应器的装料设备的齿轮箱组件的制作方法

本发明涉及用于冶金反应器的装料设备的齿轮箱组件。本发明还涉及冶金反应器的装料设备。

背景技术：

冶金反应器在本领域是已知的。这些反应器通常通过装料设备从上方进行重力进料，继而可以通过中间料斗向所述装料设备进料散装材料(bulk material，大量材料)。装料设备的一个类型公开于国际申请WO 2012/016902 A1中。这里，材料通过喂料机喷管进料，该喷管定位在分配滑槽入口的上方。该滑槽安装在可旋转支撑件上，在该支撑件中设置喂料机喷管。为了提供滑槽的二维移动性，滑槽通过连接至齿轮组件的轴而也能相对于支撑件倾斜。齿轮组件定位在由支撑件和固定式壳体(在该壳体上旋转地安装支撑件)形成的齿轮箱的内部。为了保护齿轮组件，壳体的底部具有带有冷却回路的热防护罩。该防护罩限定将支撑件的下部设置在内的中央开口。虽然该装置的整体设计是有效的并且为齿轮组件提供足够保护，但是来自反应器的热和灰尘可以进入齿轮箱中，特别是在壳体和/或支撑件变形的时候。

技术问题

因此，本发明的目标在于为齿轮组件提供的更好保护。通过根据权利要求1的齿轮箱组件和根据权利要求12的装料设备来解决该目标。

技术实现要素：

本发明提供用于冶金反应器的装料设备的齿轮箱组件。该冶金反应器可以具体为高炉类型。装料设备通常为通过重力将散装材料馈送到反应器的类型。因此，在这些情况下，装料设备(至少很大部分)预期安装在反应器上方。本发明的组件包括用于容纳齿轮组件的固定式壳体，所述壳体包括具有中央开口的底部区段。术语“固定式”当然是指当装料设备安装到反应器时的状态。“底部”侧为齿轮箱组件的侧，该侧面对反应器，在重力馈送系统中，并且是下侧。通常，壳体设计成从一个侧上方、下方和侧向地保护齿轮组件。当然，壳体可以包括用于维护及安装或拆卸齿轮组件的进入门。应当理解，因为底部区段面向反应器，所以其可以包括防热元件比如耐火层和/或冷却回路。替代地，此类防热元件可安装在底部区段的下方。

齿轮箱组件还包括安装在壳体内用于围绕第一轴线旋转的转子，该第一轴线限定轴向方向，该转子包括用于齿轮组件的支撑件，支撑件的下区段设置在中央开口内。支撑件可以具体是柱形的，但是也可以包括沿对称轴线逐渐变细的形状。通常，支撑件相对于第一轴线对称并且具有圆形横截面。然而，只要这不妨碍壳体内的旋转，横截面也可以是例如多边形(具有大量转角)。当然，壳体具有其中接纳支撑件的凹槽。支撑件可以在一定程度上通过中央开口向下突出，但是通常其下端部在开口内。

到此为止所述的元件的结构基本上对应于例如在WO 2012/016902 A1中示出的实施例。

根据本发明，底部区段包括向内径向延伸至第一半径的第一环形部分，并且下区段具有向外径向延伸至第二半径的第二环形部分，其中第二半径比第一半径大。“径向”在本文中是指由轴向方向限定的坐标系统。两个半径的关系意为这两个半径区段在轴向方向上重叠。本文中，第二环形部分设置邻近第一环形部分。在该上下文中“邻近”意为在两个环形部分之间的距离非常小，至少与齿轮箱组件的尺寸相比较是这样的。如稍后将解释的，该两个环形部分可彼此接触。在任何情况下，两个部分的重叠意指沿着轴向方向从齿轮箱组件下方进入到其内部的直接路径被阻挡。换句话讲，热气体和/灰尘将不得不行进更长路程来进入齿轮箱组件(如果发生的话)。当然，为了允许不受妨碍的围绕第一轴线的旋转，所述第一环形部分和所述第二环形部分具有相对于所述第一轴线的旋转对称。

为了允许对热空气和灰尘更好的密封，优选的是，第二环形部分设置用于与第一环形部分滑动接触。这意为壳体和支撑件的尺寸及其相对于彼此的位置经选择成使得两个环形部分彼此接触，由此使得第二环形部分可以在转子的旋转期间沿着第一环形部分滑动。

在优选实施例中，第一环形部分轴向地设置在第二环形部分上方。换句话说，第一环形部分更远离齿轮箱组件的反应器侧。在这里及以下，术语比如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”等术语是指轴向方向，其中壳体的底部区段在其“下”侧。

本发明的一个有意义的特征是，炉压力作用在第二环形部分上并将第二环形部分推向第一环形部分。因此，随着冶金反应器中的压力增加，第一环形部分和第二环形部分之间的接触压力也增加。因此，随着反应器压力的增加，密封变得更有效。冶金反应器压力实际上用于密封齿轮箱组件。

在上述实施例中，特别优选的是第一环形部分包括向下突出部分。这种向下突出部分的存在意义为，进入齿轮箱内部的可能路径将向上引导以越过第二环形部分，然后径向向内并且可能地向下以越过向下突出部分，并且最终向上再次向上。在这种情况下，路径相对更长且更复杂，使得有效地保护齿轮箱组件的内部。具体地，向下突出部分可以从上方接触第二环形部分。

第一环形部分包括设置用于与第二环形部分滑动接触的环形元件。此类环形元件通常独立制造并且之后安装至壳体的底部部分。环形元件的材料可以选择为对于滑动接触是最佳的。由于环形元件可以经受来自反应器的至少适度升高的温度，所以应当选择耐受此类温度的材料。特别优选的是，第一环形部分的环形元件至少部分地由黄铜制造。该材料具有特别好的滑动性质。当然，其他材料可以组合在环形元件中。另选地或附加地，第二环形部分可以包括环形元件，其优选地由硬金属或陶瓷材料制造。

在一些实施例中，环形元件至少间接地连接至壳体的底板。此类底板当然位于壳体的底部区域中并且通常沿着垂直于第一轴线的平面延伸。底板可以由金属例如钢制成。底板还可以由通过焊接或本领域已知的其它技术连接的单个元件构成。

在上下文中，如果环形元件经由中间板连接到底板是有利的。该中间板可以可拆卸地安装至底板和/或环形元件。这使得如果需要维护或更换的话，更容易从底板分离环元件。

非常优选的是，润滑剂设置在第一环形部分和第二环形部分之间。在这种情况下，如果接触通过一层润滑剂建立，则两个环形部分也被认为彼此接触。优选的是润滑剂至少在室温下为半液体的或膏状的。具体可以是润滑脂的润滑剂的功能一方面是减少两个部分之间的摩擦，另一方面是至少部分地增强密封性质。当在两个部分之间存在润滑剂层时，灰尘或热气体不可以通过。当然，灰尘在一定程度上可以由润滑剂束缚。

为了提供润滑剂的更好的纳入和/或扩散，优选的是第一环形部分具有用于润滑剂的至少一个通道。此类通道通常设置在第一环形部分的接触第二环形部分的表面上。如果采用如上所述的环形构件，则通道设置在环形构件上。

优选地，齿轮箱组件具有连接到至少一个通道的至少一个供应管。这极大地促进在装料设备操作期间润滑剂的供应。此类供应管可以具体地基本上沿径向方向延伸。当然，可以采用在不同位点接触通道的多个供应管。

在优选实施例中，第二环形部分由向上延伸的鼻部界定在径向向外侧面上。在一方面，此类鼻部区段可进一步增加用于热气体和/或灰尘的路径的长度并因而增强“迷宫”效果。在另一方面，如果润滑剂设置在第二环形部分的上侧，那么此类鼻部区段可以防止不必要的润滑剂损失。由于靠近反应器，环形部分可以经受升高的温度，在升高的温度下，在室温下高度粘稠或膏状的润滑剂变成流体。此类鼻部区段通常设置在第二环形部分的径向向外延伸的部分上。因此，润滑剂通过鼻部区段包含向外侧面上并且通常通过支撑件的竖直延伸壁而包含在向内侧面上。

本发明还提供用于冶金反应器的装料设备。该装料设备包括根据如上所述的本发明的齿轮箱组件和安装至支撑件及设置在壳体内的齿轮组件。因此，齿轮组件是转子的一部分并随着支撑件旋转。虽然壳体和支撑件在本文中被定义为齿轮箱组件的部件，但是壳体内的齿轮组件可以包括也可认为是齿轮箱的一部分的附加壳体部件。

此外，装料设备包括安装至支撑件并经由围绕第二轴线倾斜的倾斜轴连接至齿轮组件的滑槽(chute，槽)，滑槽的上部入口，其设置成经由设置在支撑件内的进料机喷管进料。滑槽和进料机喷管的构造基本上对应于在WO 2012/016902A1中示出的实施例。进料机喷管通常通过壳体的上开口向下延伸到支撑件中。散装材料进料到进料机喷管中并因为重力而向下落入滑槽上部入口。然后滑槽将材料引导至可以由支撑件的旋转位置和滑槽本身的倾斜位置指定的位置。应当理解，装料设备可以包括附加部件，例如围绕进料机喷管放置的冷却盖、冷却回路和/或保护壳体的底部区段的耐火层等。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的细节，其中：

图1是根据本发明的装料设备的一部分的横截面透视图；

图2是图1的装料设备的细节的放大视图；以及

图3是处于变形状态的图1的装料设备的一部分的横截面透视图。

具体实施方式

图1示出用于冶金反应器的装料设备1的一部分。装料设备1包括大体上关于竖直轴线A对称的齿轮箱组件2。应当理解，图1仅示出整个组件2的约60°的弧形区段，整个组件差不多是环形的。齿轮箱组件2包括用于容纳齿轮组件(未示出)的固定式壳体3。壳体3包括顶部区段3.1，侧区段3.2和底部区段3.3。在所示的实施例中，顶部区段3.1和侧区段3.2形成为一个件且底部区段3.3安装至顶部区段和侧区段。然而，其它构造是可以的。壳体3的整体形状是环形的，而侧区段3.2的形状为圆柱形。底部区段3.3包括基本上垂直于轴线A设置的底板6。底板6的径向内侧是中间板7，其也基本上垂直于轴线A延伸。在中间板7的径向最内的部分上，黄铜环8固定至该中间板7的下侧。两个板6、7均由弧形段构成，尽管它们可形成为一个件。中间板7通过螺栓安装至底板6和环8以允许容易地拆卸。在操作状态下，限定中央开口9的底部区段3.3面向反应器(未示出)。下热防护罩12安装在底板6的下方，该防护罩12包括冷却系统和耐火层，它们在本文将不具体描述。

用于齿轮组件的圆柱形支撑件4通过滚柱轴承5安装在壳体3上，该滚柱轴承设置在顶部区段3.1附近。支撑件4的下区段4.1设置在开口9内。在该下区段4.1中，支撑件4包括具有径向向外延伸的凸缘区段10.1的凸缘构件10。凸缘构件10由耐磨材料制造，诸如钢。如从图1和在图2中的放大视图可以看出，凸缘区段10.1径向延伸至大于中间板7和环8的内半径的半径。因此，这些元件7、8、10在轴向方向重叠。此外，环8从中间板7向下延伸。因此，即使环8不与凸缘构件10接触，从齿轮箱组件2的下侧到其内部的路径是复杂漫长的，从而灰尘和/或热气体不能够容易地到达内部。

通过设置在环8和凸缘区段10.1之间的润滑脂(未示出)，从而使这些元件8、10.1彼此滑动接触的事实极大改进这种效果。在一方面，润滑脂用作润滑剂；在另一方面，其用作密封介质。润滑脂经由多个供应管11供应，其中之一在图1和图2中示出。每个供应管11连接至通道8.1(参见图2)，其围绕环8环状地延伸。通道8.1的功能将润滑脂供应至环8和凸缘构件10的凸缘区段10.1之间的接触表面，并且还周向地分布润滑脂。虽然润滑脂在室温下为膏状，但其在升高的温度下变成液体且很薄，这可以在冶金反应器的操作期间发生。此类升高的温度在正常操作条件下高达约200℃。为了防止液体化的润滑脂径向向外流动和损失，凸缘构件10包括在凸缘区段10.1的径向最外部分上的形成限制的面向上的鼻部区段10.2。

图1示出在正常工作压力下的齿轮箱组件2的部件，图3示出在升高的压力下的变形状态。冶金反应器压力(其具体影响组件2的径向内部部分)引起顶部区段3.1的内部部分相对于外部部分的升高。因此，提升了轴承5和支撑件4。然而，因为凸缘构件10的作为支撑件4的一部分的凸缘区段10.1设置在环8下方，所以该提升不会引起凸缘构件10与环8分离。相反，这两个部分8、10更加紧密地挤压在一起，即，随着温度升高，密封效果变得更好。如通过图3可以看出，当中间板7和环8被凸缘构件10提升时，底板6也变形。供应管11为足够柔性从而保持与通道8.1的接触，因此即使在升高的温度下也可以供应润滑脂。

应当理解，齿轮箱组件2的变形在图3中以夸张的方式示出。然而，因为当这些元件8、10彼此滑动接触时凸缘构件10和环8的密封效果大为改进，所以这是相当大的优点：该变形甚至用于改进连接。

参考号的图例：

1 装料设备 7 中间板

2 齿轮箱组件 8 环

3 壳体 8.1 通道

3.1 顶部区段 9 中央开口

3.2 侧区段 10 凸缘构件

3.3 底部区段 10.1 凸缘区段

4 支撑件 10.2 鼻部区段

4.1 下区段 11 供应管

5 轴承 12 热防护罩

6 底板