專利名稱：高爐的熱風(fēng)供送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐的熱風(fēng)供送裝置，此裝置具有幾個(gè)構(gòu)件，即外殼和耐火襯里，并至少具有一個(gè)中央管件，其一端通過第一球窩節(jié)式接頭、第一伸縮件與固定在圍爐設(shè)置的環(huán)形熱風(fēng)管上的第一連接件連接，另一端通過第二球窩節(jié)式接頭和第二伸縮件與第二連接件連接，此連接件與彎管和直吹管連接，直吹管通過第三球窩式接頭相對于爐壁作活動(dòng)連接;此裝置至少還具有一對拉桿，使第一連接件與第二連接件作活動(dòng)連接，在此裝置中，第一球窩節(jié)式接頭的曲率中心位于第一連接件的軸線上，位于連接件以內(nèi)。
對通常稱作“送風(fēng)接管”的這些裝置需考慮其可動(dòng)性和密封性問題。實(shí)際上，由于熱風(fēng)的高溫(約在1200℃以上)和爐內(nèi)的高溫，爐壁和環(huán)形熱風(fēng)管都面臨著受熱膨脹和變形的問題，從而在環(huán)形熱風(fēng)管和爐壁之間引起明顯的位移。因此，應(yīng)使送風(fēng)接管能夠補(bǔ)償這些相對的位移，同時(shí)防止煤氣或熱空氣的泄漏。
為滿足這些要求，美國3、766、868號(hào)專利提供了上述引言中所述類型的送風(fēng)接管。這種送風(fēng)接管后來通過DE-C2-2218331號(hào)文件中所述萬能球窩節(jié)式接頭的設(shè)計(jì)得到了改進(jìn)。這種送風(fēng)接管的三個(gè)接頭使其有可能補(bǔ)償環(huán)形熱風(fēng)管和爐壁之間的所有相對移動(dòng)。接頭區(qū)的密封通過手風(fēng)琴式伸縮件取得，而機(jī)械穩(wěn)定性則由中央管件兩端的第一和第二球窩節(jié)式萬向接頭來保證。
為減小中央管件的角度變動(dòng)量，從而減輕伸縮件的負(fù)荷，最好使此中央管件兩活動(dòng)接點(diǎn)之間的距離盡可能加大。另外，為減小送風(fēng)接管的體積和費(fèi)用，最好減小其尺寸。
本發(fā)明的目的是提供一種上述引言中所述類型的送風(fēng)裝置，這種裝置在這些相互矛盾的要求中取得一種折衷的方法。
為達(dá)到這一目的，本發(fā)明所提供的這種裝置主要是第二球窩節(jié)式接頭與第一球窩節(jié)式接頭的朝向相反，而且其曲率中心位于第二連接件的軸線上，位于第二連接件或彎管以內(nèi)。
使中央管件的兩個(gè)球窩節(jié)式接頭的朝向相反，在保持兩個(gè)球窩節(jié)式接頭中心之間距離不變的條件下可明顯減小中央管件的長度。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例，拉桿與兩個(gè)連接件連接所采用接頭的中心位于相應(yīng)的兩個(gè)連接件上包含第一或第二球窩節(jié)式接頭曲率中心的徑向平面內(nèi)。
按照另一個(gè)實(shí)施例，各拉桿端部通過一對具有球形滑動(dòng)接觸面的墊圈與第一或第二連接件的法蘭連接，接觸面的曲率中心位于拉桿端部以外，位于連接件上包含第一或第二球窩節(jié)式接頭曲率中心的徑向平面內(nèi)。
按照另一有利的實(shí)施例，中央管件通過引導(dǎo)并支撐中央管件的機(jī)構(gòu)與拉桿連接。
從對實(shí)施例及其附圖的詳細(xì)說明中可看到本發(fā)明的其他特點(diǎn)和性能。


圖1為美國3，766，868號(hào)專利的普通送風(fēng)接管縱剖面簡圖;
圖2為與圖1相似的本發(fā)明送風(fēng)接管簡圖;
圖3和圖4為本發(fā)明中部送風(fēng)接管第一個(gè)實(shí)施例的相互垂直的兩個(gè)縱剖面;
圖5至8為與圖3和圖4相似并表示中央管件相對于鄰接的各連接件所作各種移動(dòng)的視圖;
圖9所示為中央管件的第2個(gè)實(shí)施例;
圖9a為圖9的部分放大詳圖;
圖10和圖11所示為第3個(gè)實(shí)施例的中部送風(fēng)接管，所示方向互相垂直;
圖12為與圖10相應(yīng)的剖面簡圖;
圖13為與圖10相似的視圖，表示上述連接件和連接件的偏移;
圖14為與圖10相似的視圖，表示下連接件相對于上述連接件傾斜;
圖15至17為與圖11相應(yīng)的剖面簡圖，為對準(zhǔn)和偏移時(shí)的剖面圖;
圖1中送風(fēng)接管20將圍著高爐設(shè)置的主環(huán)形管22連接到爐壁24上。送風(fēng)接管20具有一直線傾斜段，該段具有一管件26，其上端與連接件28作活動(dòng)連接，連接件28固定在環(huán)形管22上，其下端與用法蘭連接在彎管32上的連接件30作活動(dòng)連接。彎管32與一直吹管34連接，直吹管端部與噴嘴36作活動(dòng)連接，噴嘴36固定在爐壁24上。管件26的上接頭38和下接頭40為球窩節(jié)式接頭，其曲率中心用X和Y表示。同樣，直吹管34和噴嘴36之間用一球窩節(jié)式接頭42連接，接頭42的曲率中心用2表示。因此，X、Y、Z三個(gè)點(diǎn)形成空間內(nèi)三個(gè)點(diǎn)的連接，可使直吹管34和中央管件26作充分的角度變動(dòng)，以補(bǔ)償環(huán)形管22和爐壁24之間的所有相對位移。
接頭38和40區(qū)域的密封通過風(fēng)琴式伸縮件44和46取得，這些伸縮件相應(yīng)地固定在管件26和相鄰的連接件28和30上。機(jī)械穩(wěn)定性用萬向接頭48、50來保證，接頭48、50同樣地使中央管件26與相鄰的接頭28和30連接。送風(fēng)接管的所有構(gòu)件都具有外部金屬殼體和耐火襯里，必要時(shí)在38、40和42區(qū)域裝填密封料。
接頭38和40曲率中心X和Y之間的距離在圖1中用L表示。中央管件26的角度變動(dòng)量和在伸縮件44和46上產(chǎn)生的應(yīng)力隨距離L增大而減小。與此相反，距離L增大，則送風(fēng)接管的尺寸也增大。
根據(jù)本發(fā)明，中央管件的下接頭是反向的，于是中央管件的上下兩端為凹形，而環(huán)形管和彎管上的連接件的相應(yīng)鄰接端部則為凸形。本發(fā)明的送風(fēng)接管示于圖2中，與圖1中各構(gòu)件相對應(yīng)的構(gòu)件標(biāo)以100系例的相同編號(hào)。如圖2所示，球窩節(jié)式接頭138和140的曲率中心X、Y之間的距離L′在該實(shí)施例中與圖1所示距離L相等。相比之下，中央管件126的總長就明顯減小，此長度的差值表示為圖2的環(huán)形管軸線O′和圖1的環(huán)形管軸線O在圖2上所在位置之間的距離。因此，送風(fēng)接管120的縮短可使環(huán)形管122降低而接近爐壁。結(jié)果減小了送風(fēng)接管的體積和降低了造價(jià)。
也可保持圖1中央管件26的長度不變，但這樣就會(huì)增大球窩節(jié)式接頭38和40曲率中心X和Y之間的距離L，也就是減小此中央管件的角度變動(dòng)量。
圖3和圖4更為詳細(xì)地示出了中央管件126兩端的球窩節(jié)式接頭138和140，此兩接頭138和140的曲率半徑R1和R2最好相等。
本發(fā)明還推薦取消圖1中的萬向接頭48和50。但由于伸縮件144和146并不能支承送風(fēng)接管的重量，故徑向?qū)χ糜幸粚瓧U，從而連接上連接件128和下連接件130。在圖3和圖4的實(shí)施例中，拉桿152、154直接連接在連接件128和130上的軸銷156上。但為了使拉桿152、154能夠?yàn)橐韵赂鲌D所示具有必要的可動(dòng)性，此兩拉桿與軸銷156連接時(shí)應(yīng)留有足夠的游隙。為取得此可動(dòng)性，連接件128的兩個(gè)軸銷156的軸線需通過上球窩節(jié)式接頭138的曲率中心X。同樣，固定在連接件130上的兩個(gè)下軸銷156，其軸線同樣應(yīng)通過下球窩節(jié)式接頭140的曲率中心Y。
圖5至圖8表示送風(fēng)接管的各種可能的可動(dòng)性，例如，圖5所示為上連接件128和下連接件130之間一定量的相對橫向偏移。這種偏移可能是由環(huán)形管122相對于高爐作水平移動(dòng)造成的，也可能是由環(huán)形管相對于高爐轉(zhuǎn)動(dòng)造成的。如圖5所示，連接件128和130的軸線相互保持平行，而中央管件126則可使其軸線通過球窩節(jié)式接頭138和140的曲率中心X和Y來補(bǔ)償這一偏移。這一動(dòng)作使伸縮件144和146一側(cè)的波紋受到壓縮，而使其另一側(cè)的波紋受到張拉。
圖6和圖7分別表示在中央管件126區(qū)域送風(fēng)接管向一個(gè)方向和另一個(gè)相反方向的彎曲。在這兩種情況下，下連接件130的軸線相對于上連接件128的軸線作一定角度的側(cè)斜。這種彎曲由中央管件126來補(bǔ)償，即中央管件自動(dòng)地使其軸線通過此兩球窩節(jié)式接頭的曲率中心X和Y，也就是使軸線與上連接件128的軸線形成一α/2角，與下連接件130的軸線形成一α/2角。圖6和圖7的位置實(shí)際上是環(huán)形管122相對于爐壁124垂直移動(dòng)的結(jié)果。
圖8表示上連接件128和下連接件130之間的橫向偏移，與圖5所示偏移相似，只是發(fā)生在垂直于圖5所示的偏移方向上，也就是說圖8所示偏移是在圖2所在平面上。須指出，圖5至圖8所示是用于說明的幾種基本動(dòng)作，但實(shí)際上送風(fēng)接管的動(dòng)作是比較復(fù)雜的，也就是說圖5至圖8所示偏移和傾斜可能同時(shí)出現(xiàn)。
圖9所示為一種較有利的實(shí)施例，可縮短圖3實(shí)施例中的拉桿。在圖9的實(shí)施例中，連接件228和230具有相應(yīng)的圓形法蘭258和260，伸縮件244、246裝在圓形法蘭258和260上，拉桿252、254穿過相應(yīng)法蘭。
拉桿252和254端部與法蘭258、260之間的連接詳圖見圖9a，這是某一連接部位上拉桿254和法蘭258之間的連接，其他三個(gè)連接部位與圖9a所示相同。法蘭258具有一通孔262，用以穿過拉桿254，為適應(yīng)圖5至圖8所示動(dòng)作，因此，通孔應(yīng)較寬以便拉桿254可相對于法蘭258作某種程度的傾斜。將螺帽264擰在位于法蘭258、260外側(cè)的拉桿端頭上使拉桿定位。在每個(gè)螺帽264和相應(yīng)的法蘭258和260之間裝有兩個(gè)墊片266和268，其鄰接的兩個(gè)表面在拉桿相對于法蘭傾斜時(shí)可作相對滑動(dòng)。作為本實(shí)施例的特點(diǎn)，墊片266、268鄰接的兩個(gè)滑動(dòng)面呈球面形，其曲率中心位于法蘭258、260以外，位于拉桿252、254的軸線上，或在這些軸線的延長線上。而且，墊片266、268的球面曲率中心必須位于包含連接件228和中央管件226之間球窩節(jié)式接頭238曲率中心X的連接件228徑向平面內(nèi)，必須指出，墊片266、268可用法蘭258本體上的凹座和螺帽264的一個(gè)凸面來代替。
圖9和圖9a的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是可使法蘭258、260以相當(dāng)于墊片266、268曲率半徑R的距離靠近中央管件226，并使拉桿252、254縮短2R。否則可增大兩球窩節(jié)式接頭238、240的曲率半徑，從而增大其曲率中心X和Y之間的距離。
圖5至圖8表示在上連接件和下連接件之間對各種相對動(dòng)作的補(bǔ)償是通過將中央管件的軸線通過兩球窩節(jié)式接頭的曲率中心X和Y來取得的。采用圖10至圖17的實(shí)施例可促使中央管件226取得理想的位置，從而避免各種不規(guī)則的動(dòng)作和球窩節(jié)式接頭區(qū)多余的摩擦。
圖10和圖11為中央管件326的側(cè)視圖，中央管件326的兩端均裝有繞球窩節(jié)式接頭338、340(圖上未示出)設(shè)置的伸縮件344、346。
框架352可以為矩形，最好為環(huán)形，繞中央管件326設(shè)置，通過兩個(gè)徑向?qū)χ玫妮S銷354和356與中央管件326作活動(dòng)連接，軸銷354、356可裝在環(huán)352的通孔內(nèi)和中央管件326的殼體中。因此環(huán)352可相對于兩個(gè)軸銷354、356的共同軸線O轉(zhuǎn)動(dòng)，反之亦然。環(huán)352還在相對于軸銷354、356偏轉(zhuǎn)90°的部位具有徑向?qū)χ玫膬蓚€(gè)與拉桿358、360連接的接頭。這些接頭簡單地由兩對焊接在環(huán)352外面上的叉形件362、364和固定在拉桿358、360上的圓截面橫軸銷366、368嵌裝在叉形件362、364的圓形凹口內(nèi)。因此，橫軸銷366、368的軸線成為環(huán)352和拉桿358、360之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)的軸線。這兩軸線平行于上述軸銷354、356的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O。
此外，拉桿358或360的上端和下端相應(yīng)地與上連接件
328和下連接件330作活動(dòng)連接。這種接頭為一簡單的活動(dòng)關(guān)節(jié)370，活動(dòng)關(guān)節(jié)370具有一軸372穿過連接件的雙凸耳和拉桿358、360端部的孔。拉桿358、360端的通孔為橢圓形孔，并最好具有圓弧形支承面，以便拉桿358、360在圖11的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
活動(dòng)關(guān)節(jié)370還可采用萬向接頭一類更為完善的接頭，用于圖9所示設(shè)置情況。
因此，拉桿358、360在連接件328、330間保持一不變的預(yù)定距離，而借助于環(huán)352使中央管件326在連接件328和330之間呈浮動(dòng)狀態(tài)。
圖12至圖17表示在連接件328和330間各種可能的相對移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，以及對這些動(dòng)作借助于中央管件326的相應(yīng)位置進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r。
圖12至圖14所示連接件328和360之間的相對移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，僅使拉桿358和360與連接件之間活動(dòng)關(guān)節(jié)372區(qū)域的接頭受有應(yīng)力，而環(huán)352區(qū)域的各接頭并不受有應(yīng)力，因?yàn)槿鐖D12和13所示環(huán)352相對于拉桿和中央管件326保持圖10所示徑向平衡的狀態(tài)。
相反，如圖15至圖17所示相對于圖12至圖14平面的橫向變形，使環(huán)352區(qū)域的各接頭受有應(yīng)力。特別是如圖16和17所示，由于環(huán)352繞軸O相對于中央管件326的轉(zhuǎn)動(dòng)，并由于在環(huán)352與拉桿358、360之間的相互轉(zhuǎn)動(dòng)，在該平面內(nèi)的偏移，在拉桿358、360和環(huán)352之間引起了平行的變形。
權(quán)利要求
1.一種高爐的熱風(fēng)供送裝置，該裝置由幾個(gè)具有外殼和耐火內(nèi)襯的單獨(dú)部件構(gòu)成，該裝置至少具有一個(gè)中央管件(126)，此管件的一端通過第一球窩節(jié)式接頭(138)和第一伸縮件(144)與固定在高爐環(huán)形熱風(fēng)圍管(122)上的第一連接件(128)連接，其另一端通過第二球窩節(jié)式接頭(140)和第二伸縮件(146)與第二連接件(130)連接，第二連接件(130)與彎管(132)和直吹管(134)連接，直吹管(134)通過第三球窩節(jié)式接頭(142)與爐壁(124)作活動(dòng)連接；該裝置至少還具有一對拉桿(152、154)，用以使第一連接件(128)與第二連接件(130)作活動(dòng)連接；在該裝置中，第一個(gè)球窩節(jié)式接頭(138)的朝向應(yīng)使其曲率中心(X)位于第一連接件(128)內(nèi)部的軸線上，該裝置的特征是第二球窩節(jié)式接頭(140)與第一球窩節(jié)式接頭(138)的朝向相反，其曲率中心(Y)位于第二連接件(130)的軸線上，在第二連接件(130)的內(nèi)部或彎管(132)的內(nèi)部。
2.按照權(quán)利要求1所述裝置，其特征是拉桿(152、154)用接頭與兩個(gè)連接件(128、130)連接，接頭的中心相應(yīng)地位于連接件(128、130)上包含第一和第二球窩節(jié)式接頭(138、140)曲率中心(X)和(Y)的兩個(gè)徑向平面內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1所述裝置，其特征是拉桿(252、254)端部用一對墊片(266、268)與第一或第二連接件(228、230)的法蘭(258、260)連接，這對墊片具有兩個(gè)鄰接的球形滑動(dòng)面，其曲率中心位于拉桿(252、254)端部以外，在連接件(228、230)上包含第一或第二球窩節(jié)式接頭(238、240)曲率中心(X、Y)的徑向平面內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述裝置，其特征是中央管件(326)通過其導(dǎo)向和支撐機(jī)構(gòu)與拉桿(358、350)連接。
5.按照權(quán)利要求4所述裝置，其特征是導(dǎo)向和支撐機(jī)構(gòu)具有一繞中央管件設(shè)置的框架(352)，在兩個(gè)對置的基本點(diǎn)上與中央管件(326)作活動(dòng)連接，并在另外兩個(gè)對置的基本點(diǎn)上與兩個(gè)拉桿(358、360)作活動(dòng)連接。
6.按照權(quán)利要求5所述裝置，其特征是框架(352)是環(huán)形的。
7.按照權(quán)利要求5所述裝置，其特征是框架(352)四個(gè)基本點(diǎn)處的接頭可繞三個(gè)相互平行的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這些軸線垂直于包含兩拉桿縱軸線的平面。
全文摘要
一種具有若干單獨(dú)部件的裝置，至少具有一個(gè)中央管件(126)，其一端通過第一球窩節(jié)式接頭(138)和第一伸縮件(144)與供熱風(fēng)的第一連接件(128)連接，另一端通過第二球窩節(jié)式接頭(140)和第二伸縮件(146)與第二連接件(130)連接。為減小此裝置的長度，第二球窩節(jié)式接頭(140)與第一球窩節(jié)式接頭(138)的朝向相反，其曲率中心(Y)位于第二連接件(130)的內(nèi)部軸線上。
文檔編號(hào)C21B7/00GK1039445SQ8910488
公開日1990年2月7日 申請日期1989年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月19日
發(fā)明者馬利特·彼里, 洛納迪·埃米爾, 瓦爾·喬治, 霍爾普斯·古斯塔夫 申請人:保羅·伍爾恩公司