用于冶金反应器的装料装置

摘要

一种用于冶金反应器的装料装置，其包括固定壳体，固定壳体具有：下壳体部分（104），内部具有环形转子（108）；以及上壳体部分（106），具有从转子（108）的旋转轴线偏置的至少一个炉料入口（112；114）。转子（108）支撑用于绕转子的旋转轴线沿圆周分配炉料的分配构件（116）。固定壳体内的送料斜槽（120）具有纵向轴线并经过转子（108）内的中心通道（110）将炉料引导到分配构件（116）上。管道连接旋转接头（130）具有固定部件（134）和旋转部件（132），并将固定管道（154；155）连接至旋转管道（152；153）以便将流体供应至转子（108）和/或分配构件（116）。送料斜槽（120）具有布置在上壳体部分（106）中的进口段（122）和至少部分地布置在下壳体部分（104）中的出口段（124）。送料斜槽（120）被可旋转地支撑并且旋转地耦接至转子（108）以随转子一起旋转。根据本发明，旋转接头（130）具有的接头直径小于转子中的中心通道（110）的宽度。送料斜槽（120）还包括支撑件（140），该支撑件具有至少一个辐条构件（142），辐条构件固定至送料斜槽（120）将旋转接头（130）的旋转部件（132）与斜槽纵向轴线同轴地支撑在出口段（124）的上方。旋转管道（152；153）从旋转接头（130）的旋转部件（132）经过支撑件（140）并经过送料斜槽（120）的外部而到达转子（108）和/或分配构件（116）。

权利要求

1.一种用于冶金反应器的装料装置，所述装料装置包括：

固定壳体，所述固定壳体具有：

下壳体部分，具有设置于所述下壳体部分中的环形转子，所述转子能够围绕旋转轴线旋转且具有与所述旋转轴线同轴的中心通道；以及上壳体部分，具有至少一个炉料入口，所述炉料入口从所述旋转轴线偏置；

分配构件，由所述转子支撑以随所述转子一起旋转，以便围绕所述旋转轴线沿圆周分配炉料；

送料斜槽，所述送料斜槽居中地布置在所述固定壳体内，所述送料斜槽具有纵向轴线且形成开放的通道，用以通过所述中心通道将炉料引导至所述分配构件上；

至少一个固定管道，所述至少一个固定管道与所述固定壳体固定地保持在一起；至少一个旋转管道，所述至少一个旋转管道与所述转子一起旋转；以及管道连接旋转接头，所述旋转接头具有固定部件和旋转部件并且将所述固定管道连接至所述旋转管道，以便将流体供应至所述转子和/或供应至所述分配构件；

其特征在于，

所述旋转接头具有的接头直径小于所述中心通道的宽度；

所述送料斜槽具有布置在所述上壳体部分中的入口段以及至少部分地布置在所述下壳体部分中的出口段；

所述送料斜槽被可旋转地支撑并且旋转地耦接至所述转子以随所述转子一起旋转；

所述送料斜槽包括具有至少一个辐条构件的支撑件，所述至少一个辐条构件固定于所述送料斜槽并且将所述旋转接头的所述旋转部件与所述纵向轴线同轴地支撑在所述出口段的上方；以及所述旋转管道自所述旋转接头的所述旋转部件经过所述支撑件且经过所述送料斜槽的外部而到达所述转子和/或所述分配构件。

2.根据权利要求1所述的装料装置，其特征在于，所述支撑件包括：轴，所述轴固定至所述辐条构件且与所述送料斜槽的所述纵向轴线同轴；以及辅助滚柱轴承，所述辅助滚柱轴承支撑所述轴并由此支撑所述送料斜槽。

3.根据权利要求2所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽包括机械联接器，所述机械联接器将所述送料斜槽旋转地连接至所述转子。

4.根据权利要求3所述的装料装置，其特征在于，所述机械联接器为轴向滑动联接器。

5.根据权利要求1所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽固定地附接至所述转子，所述转子被旋转地支撑在主滚柱轴承上，以使得所述主滚柱轴承支撑所述送料斜槽。

6.根据权利要求5所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽通过在所述中心通道内径向延伸的一个或多个横梁固定地附接至所述转子，以便允许所述出口段外部的炉料穿过所述中心通道。

7.根据权利要求5所述的装料装置，其特征在于，所述旋转接头的所述固定部件通过挠性构件和至少两个铰接连杆挠性地附接至所述上壳体部分，以便允许所述旋转接头相对于所述壳体的径向运动。

8.根据权利要求6所述的装料装置，其特征在于，所述旋转接头的所述固定部件通过挠性构件和至少两个铰接连杆挠性地附接至所述上壳体部分，以便允许所述旋转接头相对于所述壳体的径向运动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽包括：至少两个辐条构件，固定于所述入口段；以及

环状流成形环，与所述纵向轴线同轴地固定于所述辐条构件上，以便保持炉料并将炉料沿圆周分配在所述送料斜槽内部。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的装料装置，其特征在于旋转前进管道和旋转返回管道，所述旋转前进管道和所述旋转返回管道自所述旋转接头的所述旋转部件经过所述支撑件并经过所述送料斜槽的外部而到达所述转子和/或到达所述分配构件；并且在所述转子上和/或在所述分配构件上设置有冷却回路，一个或多个所述冷却回路连接至所述旋转前进管道且连接至所述旋转返回管道，并且所述旋转接头的所述固定部件连接至固定冷却回路的前进管道和返回管道。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的装料装置，其特征在于，所述固定壳体包括圆周防尘保护罩，所述圆周防尘保护罩环绕所述送料斜槽并伸进所述转子的所述通道，在所述圆周防尘保护罩与所述送料斜槽之间具有圆周间隙以允许炉料降落到所述转子的所述通道内。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的装料装置，其特征在于，所述支撑件进一步包括空心轴，所述空心轴与所述纵向轴线同轴，并且所述空心轴具有在所述出口段上方固定于所述辐条构件的下部以及布置在所述入口段上方的上部，所述旋转接头的所述旋转部件固定于所述空心轴的所述上部。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽的所述出口段以具有环形空隙的形式伸进所述转子的所述中心通道，以便遮蔽所述转子而避开炉料。

14.根据权利要求13所述的装料装置，其特征在于，所述出口段伸进所述中心通道的轴向距离为所述中心通道的高度的至少50%。

15.根据权利要求13所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽是漏斗形的。

16.根据权利要求15所述的装料装置，其特征在于，所述送料斜槽包括圆柱形的或向下逐渐变细的管状形状的出口段，所述出口段附接至截头圆锥形的进口段。

17.根据权利要求1至7中任一项所述的装料装置，其特征在于，所述转子包括枢转机构，所述枢转机构具有用于绕垂直于所述旋转轴线的枢转轴线枢转地支撑所述分配构件的两个悬挂轴；所述分配构件是分配滑槽。

18.根据权利要求17所述的装料装置，其特征在于，所述分配构件为配备有连接至所述旋转管道的水冷套的分配滑槽。

19.根据权利要求1至7中任一项所述的装料装置，其特征在于，所述固定上壳体部分具有从所述旋转轴线偏置的至少两个炉料入口。

20.根据权利要求19所述的装料装置，其特征在于，所述两个炉料入口为径向相对的，并且所述送料斜槽包括两个径向相对的辐条构件。

说明书

用于冶金反应器的装料装置

技术领域

[0001] 本实用新型主要涉及一种旋转装料装置，用于将炉料装载和分配在冶金反应器（例如用于生产生铁的高炉或熔融气化炉）中。

[0002] 现在，这种装料装置典型地具有以下结构。它们包括固定壳体，该固定壳体在反应器的顶部开口（炉顶）上形成封口（closure）。壳体具有上壳体部分，通常为连接料斗或阀箱的形式，该上壳体部分具有一个或多个炉料进口并安装在下壳体部分的顶部，该下壳体部分通常被构造为齿轮箱。环形转子可旋转地设置在该下壳体部分（齿轮箱）中并支撑分配构件，分配构件一般为枢转的分配滑槽，所述分配滑槽用于将炉料圆周向地散布在反应器内。送料斜槽设置在下壳体部分内的中心位置并且形成开放通道，该开放通道引导炉料穿过转子内的中心通道并到达分配构件上。这种典型类型的装料装置的更早的例子公开在美国专利第3693812号中。

[0003] 如在本领域中所熟知的，向装料装置的旋转部分供应工作流体能够具有不同的改进，如水冷、液压功率估计（powering）或润滑控制。本实用新型更具体地涉及一种改进的装料装置，该装料装置装配有管道连接旋转接头，用于向装料装置的诸如转子和/或分配构件的旋转部件供应流体。因此，旋转接头将至少一个固定管道连接至至少一个随转子旋转的旋转管道。这种装料装置的例子将在下面进行描述。

背景技术

[0004] 例如，在美国专利第4273492号中，PAUL WURTH提出一种装料装置的暴露部件的水冷方法（见该专利图8）。在该装置中，转子具有配备了冷却回路的隔板，以保护其免受来自炉内的辐射热。该冷却回路由同轴心地布置在转子内的中心通道周围的环形旋转接头供应冷却剂。为了避免泄露并允许为强制循环而对回路加压，旋转接头具有防水密封条（seal）。由于旋转接头的大直径所造成的密封条的相对运动的相当大的圆周速度所导致的磨损，这些密封条退化地相当快。

[0005] 在美国发明第4526536号中，PAUL WURTH提出了带有一种“开放旋转接头”的冷却系统，该开放旋转接头工作不需要防水密封条。目前在全球，这种系统应用在大量的高炉装料装置中。该系统包括同轴地安装在转子的上圆周上以随转子旋转的上环形槽。固定端口将冷却水供入上旋转槽，该上旋转槽连接至转子上的冷却螺旋管。该螺旋管具有出口管，该出口管将炉料卸入安装在转子的较低部分周围的固定壳体上的固定环形槽中。在避免易磨损的密封条的同时，该重力驱动冷却系统的缺点是槽之间的高度差限制了可用压力，并且冷却液体暴露在充满尘埃的炉内空气中。由于压力受到限制，诸如为了避免不利的膜态沸腾所需的冷却剂流的高流速虽然不是不可能达到，但却是很难达到的。在需要压力循环的地方，例如为了获得冷却剂流的高速率，这种方法因此是不可行的，特别是在高温反应器的情况下。

[0006] 对于另一需要将惰性气体或水供给转子和分配滑槽的冷却应用，PAUL WURTH在美国发明第5252063号中提出一种配备有水或惰性气体冷却通道的滑槽。该系统也使用类似于美国发明第4526536号中的“开放旋转接头”，其不允许加压。

[0007] 另一方面，在PAUL WURTH的国际专利申请WO 03/002770中，提出一种被设计用于装料装置的旋转部件上的加压冷却回路的旋转接头。WO03/002770的设计是对于美国专利第4273492号的设计的改进，其中接头的旋转部分被固定部件以浮动方式支撑，并且其中所使用的密封条是不紧的，即不是完全防水的（即可以预见会有小量的泄露）。因此，这些密封条较少地遇到过度磨损的问题。在允许压力循环并延长密封条的使用寿命的同时，在接头的固定与旋转部分之间仍然需要安装大-直径防水密封条。即使较慢，这些密封条仍会由于接头的大直径而磨损。

[0008] 在美国专利第6481946号中，PAUL WURTH提出一种装料装置，其中在转子上安装有液压缸，用于枢转分配滑槽。因此，美国专利第6481946号提出了适用于该特殊应用的两种旋转接头（见该专利的图3及图6）。然而，类似于上述旋转接头，美国专利第6481946号中的旋转接头也是围绕转子环形设置的，并且因此具有相当大的直径。因此，用于接头的密封条还是易于磨损。

[0009] 国际专利申请WO 97/37047中公开一种用于竖炉的装料装置，该装料装置与上述典型设计大不相同。在根据WO 97/37047的装置中，一个盖子和特殊类型的密封条构成了炉的顶部封口。传统的具有驱动部件的固定壳体和常规的转子不再被提供。转子的功能被中间储料斗承担，与惯例相反，中间储料斗相对于竖炉旋转地安装并支撑盖子。因此，与典型设计相比，旋转料斗支撑着分配滑槽。除了可旋转并且支撑盖子及滑槽，中间料斗还承担了其自身的提供中间存储和用作泄水闸室（即气密锁（gas-tight lock））的典型功能。为此目的，中间料斗具有上部和下部密封阀以及材料闸阀。

[0010] WO97/37047的装置需要用于电力供应的电缆、用于液压供应和用于水冷以延伸至旋转料斗的管道，尤其是用于激励下材料闸阀、下密封阀和滑槽的管道。因此，WO 97/37047设置那些管道穿过中心管状构件，管状构件穿过钟状物并经过辐条，辐条将管状构件连接至旋转料斗的上部内的进料斗。通过其特殊结构，WO97/37047的装置使得可以使用设置在管状构件的顶部的小直径的旋转接头。不过，该装置尤其具有以下缺点，即包含有相当大的旋转质量，这些质量包括中间储料斗和其内材料的有效载重，以及与装料装置构件的传统设计不一致的质量，特别是包括用于旋转分配滑槽的驱动机构的齿轮箱。而且，由于在顶部封口处的防水型密封条，根据WO 97/37047的装置实际上仅能用于运行在不超过0.1-0.2巴的超压下的低压反应器内。

[0011] 技术问题

[0012] 本发明的第一目的是提供一种用于高炉的装料装置，该装料装置能够使用小直径的管道连接旋转接头，同时避免或至少减少根据WO 97/37047的装置的上面提到的缺点的程度。

发明内容

[0013] 与WO 97/37047的装置相对照，如在独立权利要求1中提出的那样，本发明涉及一种用于冶金反应器的装料装置，该装料装置可以使用标准类型的驱动机构。所提出的装料装置因此包括固定壳体，该固定壳体具有内部安装有环形转子的下壳体部分。在已知的方式中，转子围绕旋转轴线旋转并具有与旋转轴线同轴的中心通道。壳体具有上壳体部分，该上壳体部分具有至少一个从旋转轴线偏置的炉料入口，通过该炉料入口，装料装置可以连接至完整的装料设备的上游装置，如连接至固定中间储料斗。

[0014] 为了以已知的方式散布反应器内的炉料，分配构件（例如枢转地安装的分配滑槽）被转子支撑以便随转子一起转动，该转子能够由常规的驱动机构驱动。

[0015] 装料装置还包括送料斜槽，所述送料斜槽设置在固定壳体中央。送料斜槽具有开放通道，该开放通道引导炉料穿过中心通道到达分配构件上。

[0016] 而且，装料装置具有至少一个固定管道、至少有一个与转子一起转动的旋转管道、以及管道连接旋转接头，该管道连接旋转接头具有固定部件和旋转部分，并将固定管道连接至旋转管道以便向转子和/或分配构件流体供应。

[0017] 为了克服上面提到的问题，根据独立权利要求1的装料装置具有送料斜槽：

[0018] -所述送料斜槽具有位于上壳体部分中的入口段，以及伸入下壳体部分中的出口段；

[0019] -所述送料斜槽被可旋转地支撑；

[0020] -所述送料斜槽耦接至转子以便随转子一起转动；并且

[0021] -所述送料斜槽包括支撑件，支撑件被构造用于将旋转接头的旋转部分与纵向轴线同轴地支撑在送料斜槽的出口段的上方。

[0022] 旋转管道因此能够方便地从旋转接头的旋转部分经由支撑件并经由送料斜槽的外部延伸至需要流体供应的装料装置的任何旋转部件。

[0023] 这种结构提供了一种采用小直径旋转接头的安装方式，所述小直径旋转接头即具有明显小于转子内的通道的直径的接头，所述小直径旋转接头能够被容易地安装以将固定供应管道连接至旋转管道（多个）。因此不再需要定制的中空、大型且易磨损的旋转接头。如将理解的，在本文中，术语“接头直径”表示接头的固定部件与旋转部分之间的界面（虚拟的贯通主体）的确定直径（decisive diameter）。通道的宽度（作为比较的测量值）表示转子内自由通道的最小直径，即，接收送料斜槽和/或允许正常的炉料流动所需的宽度。与现有技术相比，本发明因此能够使用具有显著更小直径的旋转接头。接头直径甚至可以小于送料斜槽的出口的内部直径，即，在直径上小于所需的最小流动横截面。

[0024] 值得一提的是，所提出的结构方案仅需要在送料斜槽方面进行修改。为了实施所提出的方案，在装料装置部件内（尤其是在用于驱动分配构件的驱动机构方面）不需要其它实质性的修改。

[0025] 在第一实施方式中，所述支撑件包括固定至一个或多个辐条构件的轴以及旋转地支撑所述轴和所述送料斜槽这两者的专用辅助滚柱轴承。在该实施方式中，送料斜槽优选地具有相关联的机械联接器，例如，可轴向滑动的联接器，所述联接器将送料斜槽旋转地连接至所述转子，以使得即使送料斜槽具有独立的轴承，送料斜槽和转子也可以同步旋转。

[0026] 在不同的第二实施方式中，送料斜道固定地附接至转子，即，送料斜道与转子被共同支撑。由于转子可旋转地支撑在主滚柱轴承上，因此在此实施方式中，主滚柱轴承还支撑送料斜槽。所述斜槽可通过在中心通道内径向延伸的一个或多个横梁固定地附接至转子，以便允许意外地落在斜槽外部的任何炉料经过中心通道。在该实施方式中，接头的固定部件优选地挠性地附接至上壳体部分，以便允许旋转接头相对于壳体的径向移动，例如，通过挠性构件以及至少两个铰接连杆来实现。

[0027] 如将理解的，尽管可以提供轴，但是在第二替换方式中并不需要轴。例如，旋转接头可以直接安装到辐条构件（一个或多个）上。在不考虑是哪一个实施方式的情况下，如果提供轴，则所述轴优选地为中空的并且与纵向斜槽轴线同轴。最优选地，所述轴具有在斜槽出口段上方的水平高度处固定至辐条构件（一个或多个）的下轴部以及在斜槽入口段上方的水平高度处布置的上轴部。由此，如果接头遮蔽在所述轴的上部上的远侧安全位置处，则所述轴和旋转接头都不会遭受撞击。

[0028] 在上面两个替换方式中，送料斜槽优选地包括固定至所述入口段的至少两个辐条构件以及与纵向轴线同轴地固定至辐条构件的环状流成形环。所述流成形环允许保持炉料且沿圆周将炉料分配到送料斜槽内部，以便当辐条构件在斜槽旋转的期间横穿进入流时减小不利的流速减小。

[0029] 在将闭环冷却回路布置在转子上和/或布置在由转子支撑的斜槽上的情况下，管道通过旋转接头连接。在这些管道的从旋转接头开始并在转子或在分配构件处结束（反之亦然）的区段上，这些管道优选地经过斜槽支撑（理想地在斜槽支撑的内部经过），并经过送料斜槽的外部，以便被遮蔽而免于任何的材料撞击。

[0030] 作为另一优选特征，所述壳体可以包括圆周防尘保护罩，所述圆周防尘保护罩环绕送料斜槽并且以具有足够间隙的方式伸进转子通道，以便允许掉落在斜槽之外的炉料下降而进入转子的通道内。这避免了阻挡送料斜槽的旋转。优选地，斜槽以具有环状空隙的方式伸进转子通道以便遮蔽转子而避开炉料，理想地斜槽伸进转子通道的轴向距离为通道高度的至少50%。在简单的构造中，送料斜槽是漏斗形的，优选地具有圆柱形的或向下逐渐变细形状的出口段，且具有截头圆锥形的入口段。

[0031] 如将理解的，所提出的构造特别适用于具有旋转且枢转的分配滑槽的装料装置，并且还允许配备有水冷套的分配滑槽的冷却剂供应。在一个可能的实施方式中，装料装置（更具体地为装料装置的固定上壳体部分）具有自旋转轴线偏置的至少两个炉料入口。在这种情况下，为了将对炉料流速的影响降至最低，优选地将入口布置在径向相对的位置中，并且为送料斜槽配备两个径向相对的辐条构件。即使三个辐条构件会对斜槽提供静态上更好的支撑，不过所提出的设计将不期望的中断降至最低，同时避免了两个进入流在同时通过两个入口送进时的非同时中断。总体上说，辐条的数量以及辐条的几何布置优选地对应于炉料入口的数量和几何布置。

附图说明

[0032] 参照附图，通过下面对优选实施例的非限制性描述，更多的细节和优点将会显而易见，其中：

[0033] 图1是示出了装料装置的第一实施例的竖直截面示意图；

[0034] 图2是根据图1中线II－II的水平截面图，示出了用于图1的装料装置的旋转接头的支撑件；

[0035] 图3是根据图1的线III－III的水平截面图，示出了旋转管道与图1的装料装置的转子之间的连接；

[0036] 图4是根据图1的线IV-IV的局部断开的水平截面图，示出了将旋转管道连接至分配滑槽以及连接至图1的装料装置的滑槽悬挂轴（suspension shaft）；

[0037] 图5是示出了装料装置的第二实施例的竖直截面示意图；

[0038] 图6是根据图5的线IV-IV的局部断开的水平截面图，示出了旋转管道与分配滑槽以及与图5的装料装置的滑槽悬挂轴之间的连接。

[0039] 图7示意性地示出了装料装置的第三实施方式的竖直横截面的局部视图，该装料装置对应于图1中的变型；

[0040] 图8示意性地示出了装料装置的第四实施方式的竖直横截面的局部视图，该装料装置对应于图5中的变型。

[0041] 在所有这些附图中，相同的参考标号以及百位数字增加的参考标号表示相同或相似的部件。

具体实施方式

[0042] 图1局部示出了用于诸如高炉或气化炉的冶金反应器的装料设备。该设备包括装料装置，通常由标记数字100标示。旋转装料装置100包括固定壳体102，该固定壳体具有下壳体部分104和上壳体部分106。在图1中，上、下壳体部分104、106是以气密方式在凸缘107处连接的相邻的独立箱体。下壳体部分104连接在反应器的顶部开口（炉顶）处的凸缘上。由于反应器通常运行在超压，如2至5巴，壳体102被设置为气密外壳，通过壳体102，炉气不会泄漏并且壳体102将顶部开口连接至装料设备的供料装置（未示出）。

[0043] 装料装置100是旋转类型的，以便能够在反应器内散布散装炉料，如块矿、烧结物、团粒、直接还原铁（DRI）、压缩DRI或焦炭。为此，环形支持结构（后文称做转子108）可旋转地安装在下壳体部分104内。转子108支撑在主滚柱轴承109上，主滚柱轴承109固定在下壳体部分104的结构上。因此，转子108可围绕旋转轴线A旋转，旋转轴线A一般是竖直的并且通常是与反应器的中心轴线重合。转子108支撑分配构件116，分配构件通常为槽型或锥形管状细长分配滑槽，以便分配构件116与转子108协调一致地围绕轴线A旋转。环形转子108具有基本圆柱形的内部壁111，所述内部壁限定中心通道110，炉料通过中心通道110落到分配滑槽116上。

[0044] 分配滑槽116与转子108通过被构造为用于围绕垂直于轴线A的枢转轴线C（见图4）枢转（即改变分配滑槽116的倾斜角度）的机构连接起来。装料装置100的各种已知部件，如用于使分配滑槽116旋转和枢转的驱动和齿轮部件，这些部件在本实用新型中并不重要，因此没有示出。适合的结构从例如从美国专利第3880302号中获知。在众所周知的运行模式中，分配滑槽116根据其倾斜和旋转运动将炉料在反应器内有针对性地在径向和圆周向散布。可以理解的是，旋转分配构件的其它类型，如根据WO 2007/039339的非枢转滑槽以及相应的驱动机构也可以使用。

[0045] 如图1所示，上壳体部分106具有两个径向相对的炉料入口112、114，它们从旋转轴线A偏置并以密封的形式连接至各自的送料管。根据装料设备和反应器的类型，炉料通过入口112、114从任何适合的源头（例如上游的中间储料斗）供应或直接从输送带供应。如图1所示，装料装置100被构造为将炉料流在中央沿着轴线A引导且集中至分配滑槽116上。

[0046] 为此，送料斜槽120被设置在固定壳体102内，该送料斜槽的纵向轴线B在固定壳体102的中心处。送料斜槽120构造为向上和向下均自由开放的通道以将从入口112、114接收的自由下落的炉料流引导穿过中心通道110到达分配构件116上。然而也不排除漏斗型结构，在简单并旋转平衡的结构中，送料斜槽120具有上入口段122，该入口段由空心截头圆锥型外罩形成，该外罩平滑过渡地连接至下出口段124，出口段124被做成圆柱型套或圆柱管型或是向下逐渐变细的管状形状。无论是何种形状，入口段122具有适用于同时从入口112、114接收散装炉料的大截面入口，然而，出口段124具有小截面的出口以集中流115。

[0047] 为了直接集中来自入口112、114的炉料，向上变宽的入口段122设置在上壳体部分106内。出口段124被至少部分地设置在下壳体部分104内。然而，出口段可做得较短，送料斜槽120的出口段124优选地伸进中心通道110内与圆柱壁111形成环形间隙使得转子108避开炉料。如图1所示，出口段124伸进中心通道110，优选地是伸进中心通道110的高度的至少50%的轴向矩离，以可靠地保护并提高炉料流115在分配滑槽116上的集中。

[0048] 进一步见图1，上壳体部分106具有在形状上与送料斜槽120的截头圆锥入口段122共轭（conjugated）的下部。圆柱套筒125与上壳体部分106的下部构成环绕送料斜槽
120的圆周防尘保护罩。圆柱套筒125也伸进通道110内并可以被水冷却。上壳体部分106与套筒125被构造为朝向送料斜槽留有圆周空隙，这使得在入口段122外部意外掉下的炉料可以通过通道110落到反应器内。

[0049] 值得注意的是，送料斜槽120除了提供引导功能，送料斜槽120相对于固定壳体102被可旋转地支撑并与转子108旋转地接合。旋转地支撑送料斜槽120使得所述送料斜槽能够支撑管道连接旋转接头130（也称作回转接头或旋转接头），并且更具体地使所述送料斜槽能够支撑旋转接头130的旋转部分132，该旋转部分132以流体密封的方式连接至旋转接头130的固定部件134。在图1的实施例中，送料斜槽120由辅助滚柱轴承129支撑，滚柱轴承129设置在上壳体部分106的顶盖上。图1仅示例性地示出了用于前进和返回连接的双通道径向型旋转接头130。根据应用，旋转接头130可以是轴向或径向型，且可以是单通道或多通道结构。

[0050] 值得一提的是，送料斜槽120包括支撑件140，该支撑件具有两个径向相对的辐条构件142、144，通常辐条构件从上入口段122朝向轴线B径向延伸，例如与轴线B呈一定角度向上横向延伸。合适的辐条构件142、144是，例如中空的矩形或倒U型剖面。辐条构件142、144在其外端固定于送料斜槽120。辐条构件142、144在其内端固定于中心轴146，更具体地固定于轴146的下部。轴146是中空的并且与轴线B同轴地延伸。在图1的实施例中，轴146穿过在上壳体部分106的顶盖处的密封条延伸并在壳体102外部具有上部，旋转接头130的旋转部分132固定地安装在轴146的上部以随送料斜槽120旋转。应该提到的是，支撑件140将旋转接头130支撑在出口段124的上方，并且优选地在入口段122上方，以避免炉料的碰撞。将旋转接头130与轴线A同轴或近似同轴地安装在轴线A上并位于流
115所流经的区域的上方，这具有的主要好处是能够使用小－直径标准型旋转接头130。因此，接头的寿命有了相当大的增长并且同时实现旋转接头130的成本的降低。而且，即使旋转接头130能够直接安装在送料斜槽120的上方，将旋转接头130安装在壳体102的外部和上方便于维护。此外，轴146的上部的辅助滚柱轴承129也安装在壳体102的外部，因此避免暴露于反应器气体。

[0051] 在图1的实施例中，轴146具有明显位于可旋转送料斜槽120的出口段124的上方设置的下端，以进一步使炉料的撞击危险达到最小。然而，也并不排除用于支撑与送料斜槽120的纵向轴线B同轴的旋转接头130的旋转部分132的其它结构。优选地，空心轴146可以水冷，例如通过连接至旋转接头130的旋转部分132并向内设置在轴146的圆柱壁上的冷却蛇形管（未示出）。

[0052] 如图1中示意性示出的，连接至旋转部分132的管道被设置为从旋转部分132开始经过支撑件140并经过送料斜槽120的外表面朝向需要供应流体的旋转部件（如转子108和/或分配构件116）延伸。在图1-4的具体实施例中，各个冷却回路，如冷却蛇形管，安装在转子108上以冷却暴露于热气的圆柱壁111，同时也安装在分配滑槽116上，该分配滑槽直接暴露于反应器内的热气。

[0053] 因此，在图1－2中最佳示出的，旋转前进管道152和旋转返回管道153在空心轴146内、辐条构件142、144内延伸并向下沿着入口段122和出口段124的外侧进入中心通道110内。在中心通道110内，如图3中所最佳示出的，旋转前进和返回管道152、153分别连接至安装在转子108上的冷却回路的入口和出口，例如以便冷却圆柱壁111。此外，如图
4所示，旋转前进和返回管道152、153分别连接至分配滑槽116的冷却剂入口和出口，该分配滑槽具有水冷护套。另外，前进和返回管道152、153还连接至两个冷却装置以便冷却两个枢转驱动地滑槽悬挂轴156、158。悬挂轴156、158支撑滑槽116并使滑槽116围绕轴线C枢转并因此也暴露于来自反应器内的热气。所提到的连接由抗热和抗磨损的弹性软管实现，然而，旋转前进和返回管道152、153自身则优选地由标准管制成，所述旋转前进和返回管道以悬浮方式安装以允许轴向膨胀，例如利用适合的管夹。因为出口段124至少部分地安装在下壳体部分104内，出口段124保护旋转管道152、153避开流进送料斜槽120内的散装材料的侵害。为了加强这种效果，出口段124在中心通道111内相当大程度的竖直插入是优选的，如图1所示。

[0054] 为了避免旋转管道152、153或它们之间的连接管的破裂，送料斜槽120旋转地接合至转子108以随转子同步旋转。在图1的实施例中，这通过机械联接器（coupling）160实现，优选地通过轴向可滑动联接器实现。机械联接器160可以是适合的铰接联动杆（rod linkage）或是任何其它驱动类型紧固件，如分别与转子108和出口段124上的轴向挺杆孔（tappet hole）相接合的倒U型挺杆。联接器160将送料斜槽120旋转地固定至转子108，使得它们协调一致地旋转，尽管它们由滚柱轴承109、129分别独立支撑。值得一提的是，独立的旋转支持避免了旋转接头130脱离轴线的径向运动的危险。为了进一步减小这种危险，辅助滚柱轴承129紧靠或优选临近旋转接头130安装，如图1中所最佳示出的。尽管机械联接器是优选地，也并不排除使用使转子108与送料斜槽120旋转地接合在一起的装置，如驱动送料斜槽120的同步辅助驱动器。此外，旋转电动连接器（如集电环型）能够集成在旋转接头130中或紧临旋转接头130设置，以便为装料装置100的诸如转子108的旋转部分上的电动部件供电。

[0055] 如图1中进一步所示，旋转接头130将旋转管道152、153分别连接至任何适合的固定冷却回路（未示出）的固定前进管道154和固定返回管道155。然而，图1－4中示出了用于将冷却回路连接在装料装置100的旋转部分上的优选实施例，应当理解的是，旋转接头130可以选择性地或另外地用于连接其它类型的回路，例如连接用于驱动液压制动器以使根据美国专利第6481946号的滑槽枢转的液压动力回路和/或润滑回路。

[0056] 作为另一显著特征，送料斜槽120配备有环状流成形环（annular flow-shaping ring）170，所述环状流成形环与轴线B同轴地固定于辐条构件142、144，如在辐条142、144的下游、上游或高度（level）处（当相对流115所见）。流成形环170被构造为所谓的“石盒（stone box）”，即作为材料扣环，其中保留一层炉料以避免磨损。为此，流成形环170具有任何适合的截面，该截面在流115的流动方向上凹进，如图1所示出的简单的L型截面。如图2所示，流成形环170被构造为在圆周360°覆盖的封闭环，以便连续地阻隔来自入口112、
114的流入物，无论送料斜槽120旋转至何位置。

[0057] 流成形环170的第一功能是减少当辐条构件142、144穿过流115时流115被阻断的程度。为此，环状流成形环170位于材料流入送料斜槽120的流径中央。因此，流成形环170用作“散布机（spreader）”并且造成材料围绕轴线B在圆周方向散布，即，使流扩展。由于流成形环170扩展了流动，因此所述流成形环减少了当辐条构件142、144穿过流115时的流阻断。作为第二功能，流成形环170减少了流115在分配滑槽116上的离心碰撞，特别是在低流速的情况下。如图1所示，该流成形环将流分隔为向内偏流（inward partial flow）和向外偏流。在低流速下，这些偏流在出口段124的上方或内部碰撞而重新结合成降低了水平速率的流。作为第三功能，如果两种不同类型的炉料同时从各个入口112、114分别落下，环状流成形环170加强了炉料的混合。这种在流成形环170下游的加强的混合是上述每一流入物在圆周向散布和径向分割的另一结果。

[0058] 图5－6示出了装料装置200的第二实施例。在图5－6中，在结构上和/或功能上与图1－4中示出的部件相同的部件由在百位上增加的参考标记表示。因此，下面将仅详细描述主要不同的和明显通用的特征。

[0059] 在第一实施例中，装料装置200具有固定壳体202，该固定壳体具有直接固定在反应器顶部开口的下壳体部分204。上壳体部分206还通过入口212、214形成了与上游安装设备的气密连接。然而，在装料装置200中，壳体202是单一结构，所述壳体具有形成单一外壳的上、下壳体部分204、206。

[0060] 装料装置200还具有设置在壳体202内部的特别设计的送料斜槽220。即，送料斜槽220也围绕其纵向轴线B旋转并且包括支撑件240，该支撑件被构造为将管道连接旋转接头230的旋转部分234与轴线B同轴地支撑在下壳体部分202上方。支撑件240还具有轴246，轴246的上部将旋转接头230支撑在壳体202上方。流成形环270也固定于支撑件240的辐条构件242、244上。

[0061] 然而，与图1－4相对地，送料斜槽220通过一个或多个横梁（例如径向相对的横梁262、264）固定地与转子208相连，如图6所最佳示出的。横梁262、264穿过通道210径向延伸并且圆周向间隔，以允许偶然从送料斜槽220外部经过的炉料在横梁之间经过并落进反应器内。横梁262、264的各自的端部牢牢固定于出口段224且固定于转子208（例如固定于圆柱壁211的下部区域）。优选地，横梁262、264设置在通道210的最下部区域中以提供额外的热屏蔽。被横梁262、264牢牢地连接，送料斜槽220与转子208形成整体结构而一起旋转。因此，不需要独立的滚柱轴承。转子208的主滚柱轴承209还支撑着送料斜槽220，送料斜槽的纵向轴线B与旋转轴线A重合。

[0062] 为了允许旋转接头230的较小径向移动，旋转接头230的固定部件234通过挠性构件280连接至上壳体部分206的顶盖，这种径向移动可能由旋转接头与滚柱轴承209的轴向距离和滚柱轴承209的晃动（play）造成。挠性构件280优选地是气密性波纹管，即波纹膨胀节（通常叫做胀缩件），所述气密性波纹管密封地将旋转接头230连接至上壳体部分206的顶部开口，以避免漏气。为了将固定部件234轴向地紧固至固定壳体202，即为了限制挠性构件280的受压（pressure-induced）膨胀，两个或多个铰接连杆282将安装凸缘紧固在上壳体部分206的顶盖上。固定部件234固定在该安装凸缘上，如图4所示。如果期望保护挠性构件280不受扭转载荷影响，优选地设置一个或多个切向连杆（未示出）以便将固定部件234旋转地固定在壳体部分206上。气密性密封条优选地设置在固定部件234与支撑件240的轴246之间，例如在安装凸缘处，以将旋转接头230与壳体202内的反应炉气隔离。

[0063] 图7示出了根据第三实施方式的装料装置300，该装料装置是图1至图4的变型。该装料装置的中央送料斜槽320通过独立的辅助滚柱轴承329也绕该送料斜槽的纵向轴线B可旋转地支撑。辅助滚柱轴承329也安装在上壳体部分306的顶部上且紧邻位于管道连接旋转接头330的下面。因此，可容易地接近滚柱轴承329和旋转接头，并且保护滚柱轴承和旋转接头免于炉料的撞击。进一步，通过上壳体部分306的顶盖与支撑送料斜槽320的轴347之间的密封件或垫圈来使所述滚柱轴承和旋转接头避开炉气。尽管漏斗形送料斜槽
320具有独立的轴承，不过该送料斜槽也旋转地耦接至下壳体部分（未示出）中的转子。由此，该装料装置的在下壳体部分（未示出）处的下部具有如同上面参照图1至图4描述的那样配置的部件和功能，具体地，在转子上和/或在分配构件上的任何种类的期望流体供应回路。图7仅示出了上壳体部分306的改变。

[0064] 如图7中可见的，支撑件341具有变化的配置。该支撑件具有径向相对的辐条构件343、345，所述辐条构件向上朝向轴线B横向延伸至更高的水平高度处，即，经过更长的延伸范围且具有更倾斜的角度。流成形环370具有与图1-图4同样的配置和功能。仅仅对该流成形环与更倾斜的辐条构件343、345的附接进行了调整。在使用更长的辐条构件343、345的情况下，与图1至图4相比，承载送料斜槽320以及旋转接头330的轴347可具有显著更小的长度。优选地，例如在轴347的以及该轴的滚柱轴承329的直径必须更大的情况下，这种配置可以例如用于增加可旋转送料斜槽320的稳定性。即使具有大直径的轴
347和轴承329，也可以使用能够适当的可购得类型的小直径旋转接头330。事实上，将一个或多个所需的管道连接至转子的旋转接头330并不必须具有与轴347相同的大直径，如图1和图7中所见的。具体地，旋转接头330可以具有居中地安装轴347的顶部前端内的较小的旋转部件332。在结构上和/或功能上与图1至图4中的那些部件相同的其他部件（尤其是管道连接装置）不再重复描述，并且通过百位增加的对应参考标号指示。

[0065] 图8随后示出了另一实施方式的装料装置400。该装料装置400是图5的装置200的变型，其中对用于管道连接的小直径旋转接头430的布置进行了修改。更具体地，图8示出了用于支撑旋转部件432的另一可能构造。与之前的实施方式不同，旋转接头430安装在壳体402的上部406内部。这使得不需使用前面实施方式中的轴以及主要用于气体密封的密封件。如图8中所见的，旋转接头430直接安装在倾斜辐条构件443、445的顶部上，所述辐条构件与图7中的辐条构件的构造相同，且与竖直轴线A或B成小于45°的角度。由此，尽管没有轴，旋转接头430仍然布置在壳体402中的最上面位置中，在该位置中所述旋转接头相对被遮蔽。壳体402可以是一体式或组装式结构，但是图8中所示的为组装式结构。通过与上面参照图5描述的那些装置相同的装置，送料斜槽420固定地附接至转子（图8中未示出）以使得无需辅助滚柱轴承。因此，尽管不需独立的滚柱轴承，也还是允许旋转接头430相对于壳体402的微小径向移动，这是因为具有朝向的轴向距离以及在转子的主滚柱轴承内的游隙（参见图5）。使用与图5中所示的布置相似但倒转的布置，因此旋转接头
430的固定部件434挠性地附接至围绕上壳体部分406中的顶部开口的上凸缘。如图8中所见的，挠性构件480将固定的上壳体部分406连接至独立的安装凸缘或安装板481，所述安装凸缘或安装板支撑固定部件434并且以相对于壳体402旋转的方式固定该固定部件。
如图5中所示，挠性构件480可以是补偿器。两个或更多个铰接连杆482将安装板481并且随之将旋转接头430的固定部件434轴向地紧固至壳体402。可设置一个或多个切向连杆（未示出）以阻止固定部件434的任何可能的旋转。然而，旋转部件432直接安装到辐条构件452、453上，以便随着送料斜槽420并因此随着要求流体供应的转子共同旋转。固定的前进管道454和固定的返回管道455从固定部件434经过并穿过安装板481中的密封开口而到达壳体402外部。尽管旋转接头430暴露于壳体402内部的不太良好的环境，但是该实施方式可以通过省去有磨损倾向的气密密封件、额外的轴以及额外的辅助轴承来减少投资成本。由于倾斜辐条构件452、453以及壳体402的特殊构造，旋转接头430仍处于相对被遮蔽的位置中，且通过仅仅移除安装板481而容易地接触以进行维护。然而，具有密封轴146、246、347的图1至图7的实施方式明显具有额外的优点，即允许在不使炉降压的情况下进行维护。

[0066] 最后，将总结几个优点。上述实施例都能够使用小－直径旋转接头，该旋转接头用于向任何期望类型的回路（如水冷回路、液压回路、润滑管路）中的装料装置的旋转部分供应流体。具体地，所提出的结构使得能够利用标准型低磨损旋转接头对装料装置的热暴露（heat exposed）部分进行高速/高压回路水冷。此外，所提出的结构避免旋转接头暴露于反应炉气，从而进一步增加了接头的寿命。

[0067] 图号说明

[0068] 图1－图4 图5－图6

[0069] 100 装料装置 200 装料装置

[0070] 102 固定壳体 202 固定壳体

[0071] 104 下壳体部分 204 下壳体部分

[0072] 106 上壳体部分 206 上壳体部分

[0073] 107 连接凸缘 208 环形转子

[0074] 108 环形转子 209 主滚柱轴承

[0075] 109 主滚柱轴承 210 中心通道

[0076] 110 中心通道 211 圆柱壁

[0077] 111 圆柱壁 212、214 炉料入口

[0078] 112、 114 炉料入口 215 炉料流

[0079] 115 炉料流 216 分配构件

[0080] 116 分配构件 220 送料斜槽

[0081] 120 送料斜槽 222 入口段

[0082] 122 入口段 224 出口段

[0083] 124 出口段 227 保护罩

[0084] 125 圆柱套筒 230 旋转接头

[0085] 129 辅助滚柱轴承 232 旋转部分

[0086] 130 旋转接头 234 固定部件

[0087] 132 旋转部分 240 支撑件

[0088] 134 固定部件 242、244 辐条构件

[0089] 140 支撑件 246 轴

[0090] 142、144 辐条构件 252 旋转前进管道

[0091] 146 轴 253 旋转返回管道

[0092] 152 旋转前进管道 254 固定前进管道

[0093] 153 旋转返回管道 255 固定返回管道

[0094] 154 固定前进管道 256、258 滑槽悬挂轴

[0095] 155 固定返回管道 262、264 横梁

[0096] 156,158 滑槽悬挂轴 270 流成形环

[0097] 160 机械联接器 280 挠性构件

[0098] 170 流成形环 282 铰接连杆

[0099] A 旋转轴线 A=B 旋转轴线=（送料斜槽的）纵向轴线

[0099] B （送料斜槽的）纵向轴

[0100] 线 C 枢转轴线

[0101] C 枢转轴线

[0102] 图7 图8

[0103] 300 装料装置 400 装料装置

[0104] 302 固定壳体 402 固定壳体

[0105] 304 上壳体部分 406 上壳体部分

[0106] 307 连接凸缘 407 连接凸缘

[0107] 312、314 炉料入口 412、414 炉料入口

[0108] 320 送料斜槽 420 送料斜槽

[0109] 322 入口段 422 入口段

[0110] 329 辅助滚柱轴承 430 旋转接头

[0111] 330 旋转接头 432 旋转部件

[0112] 332 旋转部件 434 固定部件

[0113] 334 固定部件 441 支撑件

[0114] 341 支撑件 443、445 辐条构件

[0115] 343、345 辐条构件 452 旋转前进管道

[0116] 347 轴 453 旋转返回管道

[0117] 352 旋转前进管道 454 固定前进管道

[0118] 353 旋转返回管道 455 固定返回管道

[0119] 354 固定前进管道 470 流成形环

[0120] 355 固定返回管道 480 挠性构件

[0121] 370 流成形环 481 安装板

[0122] B （送料斜槽的）纵向轴线 482 铰接连杆

[0123] A=B 旋转轴线=（送料斜槽

[0124] 的）纵向轴线