[实用新型]带空心环的炉顶布料器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种通过双向摆动向炉顶布料的装置，属于冶金机械设备，适用于各种容积竖炉或者高炉的炉顶的布料。

背景技术

目前常用的高炉炉顶布料器主要是采用行星齿轮传动齿轮箱进行机械解耦，将回转、倾动动作分别传递到回转机构和倾动机构，众所周知，采用行星齿轮传动结构比较复杂，因此价格也比较昂贵；最近也有布料器开始采用电气解耦的方式，通过电机或液压方式配合齿轮传动，即取消行星差动齿轮箱，用两台电机独立驱动回转齿轮和倾动齿轮，使整个布料齿轮箱的结构得到简化；但是由于仅仅取消了行星齿轮箱机构，对于回转筒体下部晃动问题，以及整个回转部分的稳定性的问题仍然没有解决。同时，由于这种机构存在回转动作，布料器的冷却和氮封都带来难题，造成耗水量大和氮气消耗量大的问题。

最近也出现了一些摆动的方案，但是也存在稳定性较差，布料位置不准确的问题。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种带空心环的炉顶布料器，大力简化布料器的机械结构，结构小巧、简单且稳定可靠；同时通过双向摆动的简单控制组合，即可实现多方向、多种方式的旋转或摆动布料。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

带空心环的炉顶布料器，主要包括空心环驱动机构、空心环、溜筒驱动机构、溜筒驱动锥齿轮、环形齿条、溜筒锥齿轮、溜筒和外壳；其特征在于：

圆筒状外壳竖直固定在竖炉或者高炉炉顶上；环体空腔状的空心环水平设置在外壳内；沿空心环X圆心轴方向，空心环的一端出轴通过轴承支撑在外壳上，另一端出轴通过外壳轴承支撑后与空心环驱动机构出轴对接，空心环驱动机构固定在外壳外侧； 

与X圆心轴方向相垂直的Y圆心轴上，连接在溜筒外壁上的两根溜筒支撑轴通过空心环内侧壁上的轴承支撑后，伸入环体空腔内；其中一根溜筒支撑轴的末端在环体空腔内与溜筒锥齿轮连接；

溜筒驱动机构置于外壳外侧并固定在空心环一端出轴上，溜筒驱动机构出轴沿X圆心轴方向向内伸入环体空腔并连接溜筒驱动锥齿轮；空心环环体空腔的内、外侧壁间同心固定设置稍长于四分之一圆周长度的环形齿条；环体空腔内，溜筒驱动锥齿轮在X圆心轴处与环形齿条一端啮合，环形齿条另一端在Y圆心轴处与固定在溜筒支撑轴上的溜筒锥齿轮啮合。

作为上述技术方案的一种变形形式，沿X圆心轴方向，空心环的两端出轴通过外壳轴承支撑后各自对接一个空心环驱动机构出轴。由此可以实现更平稳的摆动和旋转布料。  

作为上述两种技术方案各自的进一步改进，沿X圆心轴方向，两个溜筒驱动机构分置于外壳两外侧并分别固定在空心环两端出轴上，各溜筒驱动机构出轴均向内伸入环体空腔并各自连接一个溜筒驱动锥齿轮；沿Y圆心轴方向，两根溜筒支撑轴伸入环体空腔内的末端各自设置一个溜筒锥齿轮；空心环环体空腔的内、外侧壁间同心固定设置两段呈对角分布的稍长于四分之一圆周长度的环形齿条，各环形齿条一端分别与一个溜筒锥齿轮啮合，另一端分别与一个溜筒驱动锥齿轮啮合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述空心环驱动机构和溜筒驱动机构为齿轮电机、液压推杆、气动推杆、电动推杆中的一种或多种；采用带有推杆的驱动机构时，推杆末端分别通过动力转换机构连接在布料器上。

上述布料器的工作原理：通过控制空心环驱动机构，空心环和溜筒同时以同样的频率和幅度绕X圆心轴方向摆动，摆动角度在设计角度范围内能够任意调节；

通过控制溜筒驱动机构，使溜筒单独绕Y圆心轴方向摆动，摆动角度在设计角度范围内能够任意调节，此时空心环不动；

通过同时控制空心环驱动机构和溜筒驱动机构，使空心环和溜筒均以同样的频率和幅度简谐摆动，并且两个简谐摆动的相位相差90°，使溜筒绕与X圆心轴和Y圆心轴均垂直的Z方向完成旋转运动，旋转速度为简谐摆动的频率，旋转的方向与相位差的超前或落后相关，溜筒抬起的高度与简谐摆动的振幅相关；

通过同时控制空心环驱动机构和溜筒驱动机构，使空心环和溜筒同步摆动；此时，溜筒在同步摆动的作用下以某一角度朝向Z方向外侧摆动；溜筒摆动的摆幅为空心环和溜筒两者摆动幅度平方和的平方根，溜筒朝向Z方向外侧摆动的具体方向与两者摆动的幅度相关。

有益效果：

采用了能够双向摆动的空心环结构，空心环本身能够摆动；同时空心环内支撑连接的溜筒也能单独摆动，通过两者的双向摆动动作，可以实现溜筒在任一高度旋转，也能向任意方向摆动的功能，并且将锥齿轮与齿条啮合的多套啮合机构都集成在空心环的环体空腔中；大力简化传统布料器所需要的复杂齿轮结构，节约了成本并提高了空间利用率。