[其他]用于转动液化炉的支承和驱动系统

说明书

本发明涉及加热物料的设备，特别涉及如在美国专利NO.4，381，934（Kunkle等人）中所公开的利用转炉使玻璃配料之类物料液化的设备。在上述专利中作为最佳实施例公开了一种具有一根垂直轴的转炉。类似的定向转动式液化炉也在例如美国专利NO.2，007，755（Ferguson）、NO.2，834，157（Bowes）和NO.3，917，479（Sayce等人）中示出。这样的装置可以满足规模比较小的操作的需要，但是当要进行商业性规模的生产时，在转动设备中可能会产生动态失稳，这种失稳具有在限制结构上产生危险应力的潜在可能性。失稳的一个原因可能是炉中的物料分布不均匀，另一个原因可能是炉子的热变形。只要转炉及其容装物的质心处在转动的垂直轴上，那么这个系统就是稳定的。但如果这个质心偏离上述转动轴，则系统趋于使两者重合，由此迫使炉子偏出原定的准直位置并引起摆动和振动。典型的先有技术的解决办法是试图限制转炉偏离其预定的准直位置的任何运动，但对于工业用规模的炉子来说，实现这一设想所需要的力能够大到使炉子或其它结构件变形或倾斜的程度，并引起其它形式的振动或摆动。另外，如果炉子的运动是不稳定的，则要把分批的原料投入炉中的准确位置是困难的。如果能提供一种实用的机构来稳定地支承并转动比较笨重的炉子，同时能够保持上述Kunkle等人专利的液化工艺所获得的经济效果，这将是人们所期望的。

本发明提供了一种支承和驱动装置，使得绕垂直轴转动的笨重的炉子在动态上是自动稳定的。本发明包含几个新颖的方面，它们结合起来构成一个最佳实施例。

其中一个方面是炉子与其支承机构是分开的。炉子的容室部分即炉筒与一个环状支承台隔开，它们之间可以径向自由运动，从而使得炉筒可能经受的热膨胀和热变形不会对支承结构产生影响。尽管允许炉子和支承结构之间发生运动，但却保持了两者的同轴。安装支承台，使之绕一根与炉子的圆柱形轴相重合的大体上垂直的轴转动。

在另一个方面，炉筒的支承设置在高于炉筒及其容装物的质心的位置上，并且炉筒的安装方式使其垂直轴可以自由摆动。其结果是一种能够自调中心和防止绝对限制的摆锤式的效果。如果质心偏离预定的转动轴，则重力把质心拉向预定的轴。另一方面，在支承平面上方的重心将产生一种反向摆动的不稳定状态。完全限制住系统以阻止质心运动的做法，将在大型设备中产生过高的应力。

支承表面的锥形取向产生一个阻止炉子的显著横向位移的偏压，该表面是与向下朝向炉子中心的支承滚子斜面相接触的支承台的表面。因此省去了保持炉子就位所需的全部横向限制机构。支承滚子的负载支承面最好也是锥形的，每个锥形的锥尖落在炉子的转动轴上，以便滚子的切线速度与支承表面的切线速度沿它们之间的接触线相匹配，从而减小了磨损、噪音和振动。

在最佳实施例中，支承是由一个与炉筒分开并在较低高度处连接到炉筒上的支承结构在质心的上方提供的。细长的连接机构从支承结构延伸到与炉筒的连接处。由于炉筒中的炉衬材料向内倾斜，炉筒的下部对内部热量的隔绝比上部好。因此，该连接机构被连到炉筒的下部，因为此部分的几何结构稳定。炉筒的上部能够承受热膨胀和收缩，并且有时能发生形变，因此此处支承系统的连接可能会将不对称状态并从而将不稳定性引入转动系统。因为连接到炉筒上比较凉的下部，并且尽量从其重心的上方支承炉筒，所以连接机构最好从支承结构向下延伸到与炉筒连接处。连接机构还在径向提供灵活性，由此获得使支承机构在结构上与炉筒隔开的优点。这种配置有利于炉筒能够承受热膨胀或变形，但却保持了炉筒对支承机构的相对固定。该连接机构最好由多个杆件构成，但也可以由多个板件、缆绳、条带之类构成。

最佳实施例的另一个重要方面是提供了作用在支承台上的水平限制机构。该水平限制机构可以包括与支承台的垂直支承轮隔开的轮子。虽然本系统并不企图提供绝对的水平限制，但是通过对支承台施加弹性的水平调心力以控制偏移并阻尼摆动，向系统提供了一种主要的稳定作用。通过水平限制机构为支承台的转动提供单独的动力，有利于使支承负载的垂直支承机构能够得到润滑，并允许用各种各样的形状和材料构成炉子的支承系统。

本发明的这些优点和其它优点将从附图和下述最佳实施例的详细说明中明显地看出。

该附图是结合本发明改进的转动式加热设备的一个最佳实施例的垂直剖面图。

对一个特定的最佳实施例的叙述涉及一种熔化玻璃配料的工艺，但应该理解，本发明也可以应用于其它工艺。特定工艺的细节可以在Kunkle等人的美国专利NO.4，381，934中找到而不需在此重复。