УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРУЖАЕМЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR DISTRIBUTION OF LOADED BULK MATERIAL

Изобретение относится к области металлургии, а именно к распределителям шихты бесконусных загрузочных устройств шахтных, преимущественно, доменных печей.
Известен распределитель шихты загрузочного устройства доменной печи, содержащий съемные желоба различной длины радиально расположенные на приводной несущей станине, подвешенной на штанге с возможностью вращения [авторское свидетельство СССР №1337415, кл. С21В 7/20, 1985 г.].
В этом устройстве использованы лотки различной длины с постоянным углом наклона. Шихта из односкатной воронки поочередно выгружается на один из лотков, что приводит к несимметричной загруженности распределителя шихты по массе, а также к возникновению и действию динамических нагрузок на несущую конструкцию и штангу. Все это снижает надежность всей конструкции.
Известно устройство (прототип) для распределения загружаемых сыпучих материалов вращающимся лотком с переменным углом наклона. В устройстве такого типа имеется несущая конструкция с подвешенным в ней ротором, который может вращаться вокруг вертикальной оси. К ротору подвешен лоток, который может с помощью механизма поворота поворачиваться вокруг горизонтальной оси своей подвески. Наличие механизма поворота позволяет менять угол наклона лотка в процессе его вращения. Внутри ротора вдоль оси его вращения проходит загрузочный канал, через который загружаемый сыпучий материал поступает на вращающийся лоток и распределяется внутри шахтной печи [патент РФ №2224799, кл. С21В 7/20, F27B 1/20 (прототип)].
К недостаткам известной конструкции устройства следует отнести то, что при консольной подвеске лотка во время работы возникают ассиметричные центробежные силы, которые негативно воздействуют на несущую конструкцию и привод поворота лотка. Снижается надежность конструкции. Из-за этого также ограничена скорость вращения лотка, ускорить процесс загрузки не представляется возможным. К тому же не устраняется неравномерность загрузки сыпучего материала по окружности.
В основу изобретения поставлена задача разработать конструкцию загрузочного устройства, в котором бы за счет обеспечения симметричного распределения загружаемого материала относительно вертикальной оси вращения ротора сбалансировать нагрузки на несущую конструкцию, на привод поворота лотка и повысить надежность конструкции в целом. Одновременно уменьшить время загрузки печи.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для распределения загружаемого материала, содержащем несущую конструкцию, подвешенный в ней ротор, имеющий возможность вращения вокруг вертикальной оси и проходящий через ротор загрузочный канал для подачи сыпучего материала в лоток, который подвешен в роторе с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и поворота вокруг горизонтальной оси своей подвески для изменения угла наклона с помощью механизма поворота, согласно изобретению устройство снабжено дополнительным лотком, установленным симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось ротора, и оба лотка установлены в ложементы, которые верхними частями шарнирно прикреплены к ротору с возможностью вращения и связаны с механизмом поворота с возможностью совместного синхронного поворота относительно горизонтальной оси их шарнирной подвески, проходящей через вертикальную ось устройства, причем лотки закреплены в ложементах при помощи быстроразъемных соединений, при этом в загрузочном канале установлен группирователь потока сыпучего материала, выполненный, преимущественно, в виде двух полок, в которых центры площади верхних поверхностей размещены в вертикальной плоскости симметрии лотков диаметрально противоположно со смещением по высоте и с наклоном этих поверхностей по направлению загрузки так, что проходное отверстие между кромками полок больше сечения сводообразования сыпучего материала, а также установлен делитель потока, закрепленный к ротору в вертикальной плоскости над осью подвески ложементов.
Устройство также снабжено вставкой в виде кольца, установленной в несущей конструкции над группирователем потока с возможностью регулировки ее поворота и фиксации относительно несущей конструкции, при этом выходное отверстие вставки со стороны группирователя выполнено в виде эллипса.
Кроме того, полки выполнены в виде полуколец.
Угол наклона верхних поверхностей полок группирователя равен 15-35°.
Делитель выполнен в виде плиты с клиновидным поперечным сечением.
Предложенное устройство представлено на чертежах.
На фиг.1 - общий вид устройства;
на фиг.2 - вид сверху;
на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;
на фиг.4 - аксонометрическая проекция устройства с вырывом.
Устройство содержит несущую конструкцию 1, подвешенный в ней ротор 2 с вертикальной осью 3 его вращения, проходящий через ротор загрузочный канал 4, лотки 5, 6, установленные в ложементах 7, 8 соответственно и подвешенные, в данном примере конструкции, на полувалах 9 в роторе 2, механизм 10 поворота лотков вокруг горизонтальной оси 11 их подвески, быстроразъемное соединение 12 для крепления лотков в ложементах, каналы 13 для подачи охладителя в ложементы, группирователь потока сыпучего материала в виде полок 14 и 15 с наклонными (отражательными) поверхностями 16 и 17 соответственно, между кромками полок образовано проходное отверстие «С» для потока загружаемого материала. Над лотками вдоль оси их подвески установлен делитель 18 потока. Над группирователем в канале ротора установлена вставка 19 с эллипсовидным выходным отверстием 20. В корпусе ротора 2 выполнены люки 21 и 22, через которые производится замена полок 14 и 15 группирователя, делителя 18 и лотков 5 и 6.
Выполнение распределителя с дополнительным лотком, т.е. 2 лотковой конструкции, позволяет подавать сыпучий материал через загрузочный канал 4 сразу на оба лотка 5 и 6, равномерно распределять нагрузку между двумя лотками и сбалансировать конструкцию по массе относительно вертикальной оси 3 вращения ротора 2 и повысить надежность устройства. Одновременно такая конструкция позволяет уменьшить время загрузки при обеспечении равномерности распределения материалов по поверхности засыпки.
Снабжение ложементов 7 и 8, которые подвешены в роторе 2, системой каналов 13 для подачи охладителя обеспечивает надежную защиту лотков 5 и 6 от температурных воздействий со стороны печи, повышает надежность конструкции.
Крепление лотков в ложементах при помощи быстроразъемных соединений 12 обеспечивает надежность конструкции, а также простую и быструю замену лотков, например, через люки 21 и 22, выполненные в роторе 2.
Размещение в загрузочном канале 4 ротора 2 группирователя потока в виде расположенных на разной высоте полок 14 и 15 позволяет смещать центр потока сыпучего материала сначала в одну, а потом в противоположную сторону, обеспечивая, таким образом, группирование сыпучего материала, что способствует симметричному распределению сыпучего материала относительно оси устройства и снижению нагрузок, повышению надежности устройства.
Наличие делителя 18 потока и его установка над осью 9 подвески лотков 5 и 6 обеспечит равномерную загрузку сыпучего материала на лотки и, соответственно, сбалансировать нагрузки на несущую конструкцию 1 и динамику привода вращения, повысит надежность устройства.
Устройство работает следующим образом.
Загружаемый сыпучий материал с заданным расчетным расходом поступает в загрузочный канал 4 ротора 2 и делится наклонной полкой 14 группирователя на периферийную и основную части потока. К периферийной части относится поток, который попадает на полку 14, а к основному - поток, который проходит мимо полки. Попадая на верхнюю наклонную плоскость полки, поток зеркально отражается от ее поверхности и движется в сторону основной части потока. В результате столкновения этих потоков весь поток несколько притормаживается и отклоняется в сторону полки 15, где снова делится на периферийную и основную части потока. В данном примере полки выполнены в виде полуколец. Так как весь поток движется под некоторым углом к оси вращения ротора 2, то периферийная часть потока отражается от наклонной поверхности полки 15 под меньшим углом и, таким образом, больше притормаживает и отклоняет основной поток в противоположную сторону. Таким образом, происходит группирование всего потока с отклонением от оси 3 ротора 4 и уменьшением разброса всего потока. Экспериментально были определены оптимальные углы наклона верхних плоскостей полок 14 и 15 группирователя, которые равны 15-35°. В этих пределах обеспечивается наибольший эффект группирования потока сыпучего материала.
Для повышения эффекта группирования потока материала относительно оси устройства над группирователем в несущей конструкции 1 установлена кольцевая вставка 19 с эллипсовидным выходным отверстием 20, положение которого можно регулировать поворотом относительно оси 3 устройства. Происходит предварительное группирование потока загружаемого материала по оси устройства и замедление его скорости, что обеспечит повышение надежности устройства.
Следует отметить, что подобная система выполнения группирования потока материала может успешно использоваться в любом устройстве для распределения загружаемых сыпучих материалов с вращающимся лотком.
Далее сгруппированный поток материала попадает на делитель 18, который в данном примере выполнен в виде плиты с клиновидным поперечным сечением, где делится, практически, на две равные части и, таким образом, выполняется равномерная загрузка на два лотка 5 и 6, а также снижается скорость потока сыпучего материала.
Только при синхронном совместном вращении конструктивно связанных между собой группирователя (полки 15 и 16), делителя 18 и лотков 5 и 6 достигается симметричное распределение загружаемого материала относительно оси устройства и снижение нагрузок на несущую конструкцию 1.
Во время загрузки печи синхронное изменение угла наклона ложементов 7 и 8, подвешенных в роторе 4 на горизонтальной оси подвески 9, с лотками 5 и 6 относительно вертикальной плоскости симметрии лотков не вызывает отклоняющих сил от оси вращения устройства при падении материала на лотки и уменьшает нагрузки на несущую конструкцию 1 и приводы, что в целом повышает надежность всего устройства.
Использование в безконусных загрузочных устройствах доменных печей предлагаемого изобретения позволит обеспечить симметричное распределение загружаемых сыпучих материалов относительно вертикальной оси вращения ротора и за счет этого сбалансировать нагрузки на несущую конструкцию, приводы и повысить надежность устройства.
Такое конструктивное решение позволит также расширить технологические возможности устройства.