устройство для подвески тяжелого корпуса
Классы МПК: | C21B7/18 колошниковые затворы F27D3/10 загрузка непосредственно из бункеров или желобов |
Автор(ы): | Эмиль Лонарди (LU), Джованни Чименти (LU) |
Патентообладатель(и): | Поль Вурт С.А. (LU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-05-05 публикация патента:
10.07.1999 |
Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочным устройствам шахтных печей. Сущность изобретения: устройство для подвески вращающихся корпусов типа вращающихся бункеров имеет с одной стороны металлическую опорную полосу, которая образует кольцевую поверхность качения, а с другой стороны по крайней мере n металлических роликов, где n обозначает целое число больше 3. Ролики упираются в поверхность качения. Под металлической опорной полоской расположен упругий сжимающийся элемент, выполненный предпочтительно в виде металлической полосы с удлиненными отверстиями, параллельными поверхности качения, которая упруго деформируется относительно ее точек контакта с роликами. Размеры этих упругих сжимающихся элементов выбираются таким образом, чтобы упругие деформации поверхности качения были достаточно велики для того, чтобы равномерно распределять нагрузку от веса вращающегося бункера по n роликам, компенсируя незначительную неплоскостность в расположении n роликов. Использование изобретения позволит значительно упростить конструкцию при гарантированном равномерном распределении нагрузки по роликам. 12 з.п.ф-лы, 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Устройство для подвески тяжелого корпуса, вращающегося вокруг, по существу, вертикальной оси, в частности вращающегося бункера, содержащее с одной стороны металлическую вращающеюся полосу, образующую кольцевую вращающуюся поверхность, а с другой стороны по крайней мере n металлических роликов, где n обозначает целое число больше 3, которые расположены с возможностью прижима к вращающейся поверхности и образуют опору для корпуса бункера, вращающегося вокруг, по существу, вертикальной оси, отличающееся тем, что оно снабжено сжимающимися упругими элементами, расположенными под металлической вращающейся полосой с возможностью упругой деформации вращающейся поверхности вокруг точек контакта (Pi) металлических роликов с вращающейся поверхностью, при этом сжимающиеся упругие элементы имеют размеры, при которых возникающие упругие деформации являются достаточными для обеспечения практически равномерного распределения веса тяжелого корпуса бункера по n роликам, компенсируя незначительные отклонения n роликов в положении относительно общей плоскости. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругие сжимающиеся элементы выполнены в виде металлической полосы с удлиненными отверстиями, параллельными вращающейся поверхности. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает несущую цилиндрическую обечайку, ось которой совпадает с осью вращения и которая имеет высокую жесткость, и кольцевой крепежный фланец, соединенный с нижним концом несущей цилиндрической обечайки, к которому прикреплена вращающаяся полоса, при этом несущая цилиндрическая обечайка имеет расположенные рядом с крепежным фланцем удлиненные отверстия, выполненные параллельно вращающейся поверхности. 4. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что в параллельно вращающейся поверхности выполнены по крайней мере два ряда удлиненных отверстий, при этом отверстия первого ряда смещены относительно отверстий второго ряда. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отверстия второго ряда по вертикали расположены под промежутками между отверстиями первого ряда. 6. Устройство по любому из пп.2 - 5, отличающееся тем, что длина удлиненных отверстий соответствует длине дуги с углом меньше 10o. 7. Устройство по любому из пп.2 - 6, отличающееся тем, что края удлиненных отверстий выполнены скругленными. 8. Устройство по любому из пп.2 - 7, отличающееся тем, что удлиненные отверстия расположены симметрично относительно оси вращения. 9. Устройство по любому из пп.3 - 8, отличающееся тем, что вращающаяся полоса в поперечном сечении выполнена полой. 10. Устройство по любому из пп.3 - 9, отличающееся тем, что вращающаяся полоса выполнена в виде n+1 угловых сегментов. 11. Устройство по любому из пп.3 - 10, отличающееся тем, что окружность контакта вращающейся полосы и роликов совпадает с проекцией поперечного сечения несущей цилиндрической обечайки. 12. Устройство по любому из пп.1 - 11, отличающееся тем, что вращающаяся поверхность представляет собой коническую поверхность, вершина конуса которой расположена на оси вращения, а наружная поверхность роликов выполнена выпуклой и скругленной. 13. Устройство по любому из пп.1 - 12, отличающееся тем, что оно включает опорную платформу, на которой жестко закреплены ролики, а вращающаяся поверхность прикреплена к вращающемуся корпусу.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к устройству для подвески тяжелого корпуса, вращающегося вокруг по существу вертикальной оси, например, такого, как вращающийся бункер. В частности изобретение относится к устройству такого типа, которое имеет с одной стороны металлическую вращающуюся полосу, образующую кольцевую вращающуюся поверхность, а с другой стороны по крайней мере n роликов, где n представляет собой целое число больше трех, которые расположены такими образом, что они прижимаются к вращающейся поверхности и служат опорой для вращающегося корпуса. В качестве примера такого устройства можно назвать устройство, описанное применительно к вращающемуся бункеру шахтной печи в US-A-4812100. Такой вращающийся бункер после загрузки весит несколько сот тонн. При использовании трех опорных роликов, расположенных под углом 120o друг относительно друга, каждый ролик должен иметь такие размеры, чтобы он мог выдерживать приблизительно треть веса бункера. Очевидно, что на практике стремятся использовать ролики как можно меньшего размера. При этом, следовательно, количество роликов должно быть больше трех. Однако такая реализация связана с возникновением определенных проблем. Анализ конструкции бункера с четырьмя опорными роликами, расположенными под углом 90, показывает, что фактически вместо снижения размеров роликов, которые теоретически должны воспринимать каждый до 25% от веса бункера, размеры роликов приходится выбирать исходя из того, что на каждый ролик приходится по крайней мере до 50% веса бункера. Этот парадокс объясняется тем, что четыре ролика никогда не удается точно разместить в одной и той же плоскости. В указанном выше документе проблема распределения веса бункера на более, чем три ролика, решается путем использования четырех пар роликов со специальной подвеской. Ролики каждой пары устанавливаются на оси, которая может поворачиваться вокруг радиальной оси, и каждый ролик крепится на своей собственной оси с помощью плавающих подшипников, снабженных пружинами. Основным предметом настоящего изобретения является устройство описанного выше типа, которое является более простым, чем устройство, описанное в US-A-4812100, и которое при неравномерном распределении веса тяжелого корпуса позволяет существенно выровнять нагрузку, приходящуюся более, чем на три ролика. В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается за счет использования упругих сжимающихся элементов, которые расположены под вращающейся полосой, поверхность вращения которой может при этом упруго деформироваться относительно точек ее контакта с роликами. Размеры этих упругих сжимающихся элементов выбираются, кроме того, так, чтобы указанные упругие деформации поверхности вращения были достаточными для того, чтобы они могли обеспечить выравнивание нагрузки от веса тяжелого корпуса по всем роликам, компенсируя тем самым незначительные отклонения в положении роликов относительно общей плоскости. Преимущество настоящего изобретения заключатся в том, что оно позволяет создать подвеску с n роликами, которая имеет более простую конструкцию, чем подвеска, описанная в US-A-4812100, и которая гарантирует получение адекватных результатов с точки зрения распределения нагрузки по n роликам. Такие упруго сжимающиеся элементы можно также выполнить в виде кольца, изготовленного из эластомерного материала и расположенного под металлической вращающейся полосой, образующей поверхность вращения. Однако отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что предлагаемые в нем упруго сжимающиеся элементы целиком изготовлены из металла. В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения эти упруго сжимающиеся элементы выполнены в виде металлической полосы с удлиненными отверстиями, параллельными поверхности вращения. Следует подчеркнуть, что такое решение отличается простотой изготовления, практически не сопряжено ни с какими дополнительными затратами, не требует никакого обслуживания и ремонта и обладает прекрасными характеристиками с точки зрения получения необходимых упругих деформаций. Предлагаемое в изобретении устройство предпочтительно выполняется в виде несущей цилиндрической обечайки, ось которой совпадает с осью вращения, на первом конце которой расположен обладающий высокой жесткостью кольцевой крепежный фланец, к которому крепится вращающаяся полоса. Несущая обечайка рядом с крепежным фланцем имеет удлиненные отверстия, параллельные поверхности вращения. В том случае, когда такое устройство используется для подвески вращающегося бункера, указанная несущая цилиндрическая обечайка является продолжением цилиндрической стенки бункера. Следует также отметить, что вращающуюся поверхность можно закрепить либо непосредственно на вращающемся корпусе бункера, либо на его несущей конструкции. Другие преимущества и отличительные особенности изобретения представлены в подробном описании предпочтительного варианта выполнения изобретения, в котором в качестве примера рассмотрена конструкция вращающегося бункера шахтной печи, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено: на фиг. 1 - вид спереди шахтной печи, оборудованной вращающимся бункером с предлагаемым в изобретении устройством для его подвески; на фиг. 2 и 3 - схемы, иллюстрирующие проблему, которая лежит в основе изобретения; на этих чертежах в плане показаны соответственно устройства с тремя несущими роликами (фиг. 2) и с четырьмя несущими роликами (фиг. 3); на фиг. 4А и 4Б - плоские развертки системы подвески с четырьмя роликами, при этом на фиг. 4Б показана та же самая система, что и на фиг. 4А, но после ее выполнения согласно настоящему изобретению; на фиг. 5 - поперечное сечение вертикальной плоскостью предлагаемого в изобретении устройства для подвески показанного на фиг. 1 вращающегося бункера; на фиг. 6 - схематичное изображение с помощью двух диаграмм характера деформации поверхности вращения в предпочтительном варианте предлагаемого в изобретении устройства. На фиг. 1 показана верхняя часть шахтной печи 10, оборудованной загрузочным устройством 12 с центральной подачей. Загрузочное устройство 12 содержит, в частности, вспомогательный бункер, обозначенный в сборе позицией 14. Вспомогательный бункер вращается вокруг центральной оси 16 шахтной печи 10, обеспечивая симметричную подачу материала в расположенный под ним дозирующий бункер 15. Вспомогательный бункер 14 установлен на платформе 18, которая в свою очередь установлена на верхней раме 20. Последняя опирается на стенку 20 шахтной печи 10. Бункер 14 опирается на платформу 18 при помощи четырех установленных на нее роликов 24. Эти ролики 42 прижимаются к прочно закрепленной на бункере 14 и охватывающей его кольцевой вращающейся полосе 26. На фиг. 1 показано также, что бункер 14 имеет верхнюю часть, образованную цилиндрической стенкой 28, и нижнюю часть, образованную конической стенкой 30. Вращающаяся полоса 26 крепится к нижнему краю цилиндрической стенки 28. Этот край слегка выступает вниз за плоскость, в которой цилиндрическая стенка 26 соединяется с конической стенкой 30. Такой бункер 14 загрузочного устройства 12 шахтной печи 10 весит в загруженном состоянии несколько сотен тонн. Этот вес должен восприниматься опорными роликами 24 и передаваться через платформу 18 и верхнюю раму 20 на стенку 22 шахтной печи 10. Со ссылками на фиг. 2, 3 и 4А рассматривается проблема, которая лежит в основе настоящего изобретения. На фиг. 2 показаны три опорных ролика, расположенные под углом 120o относительно друг друга. Оси вращения трех роликов пересекаются на оси 16. Очевидно, что в такой конструкции каждый из трех роликов 241, 242 и 243 передает третью часть общего веса бункера 14, если центр тяжести бункера расположен на оси 16. На первый взгляд, может показаться, что каждый из изображенных на фиг. 3 четырех роликов 241, 242, 243 и 244 должен передавать одну четвертую часть общего веса. Однако на практике этого не происходит. Связано это с тем, что четыре точки P1, P2, P3 и P4 роликов 24, которые представляют собой возможные точки контакта роликов 241, 242, 243 и 244 с вращающейся полосой 26, никогда не лежат в одной и той же плоскости. В результате этого вращающаяся поверхность прижимается только к трем роликам. На фиг. 4А, на которой изображена развертка в плоскость устройства, показанного на фиг. 3, только три ролика 241, 243 и 244 находятся в контакте с вращающейся поверхностью. На фиг. 3 показано, что проекция G центра тяжести бункера 14 лежит на полуоси [O,P4] на расстоянии "e" от точки О. Нетрудно показать, что в этом случае реакции роликов составят: R2 = 0; R4 = (2e/D)![устройство для подвески тяжелого корпуса, патент № 2132883](/images/patents/339/2132010/183.gif)
![устройство для подвески тяжелого корпуса, патент № 2132883](/images/patents/339/2132010/183.gif)
Класс C21B7/18 колошниковые затворы
Класс F27D3/10 загрузка непосредственно из бункеров или желобов