专利名称:用于关闭容器顶部中心开口的装置以及该装置在高炉装料部分的储料斗上的应用的制作方法本发明系有关一种用于关闭容器顶部一个中心开口的装置，该装置包括一个球形顶盖形式的密封阀，它由容器内部的一个控制臂的一端支撑并与环绕开口的阀座配合;还包括一个阀的操纵机构，其组成是一中空可转动的支承，它被安装在储料罐壁上的密封轴承内绕其旋转轴线转动，并与控制臂的另一端连接，通过一个机构使该阀相对其阀座轴向运动。本发明还系有关这种类型的关闭装置在高炉装料部分的储料斗上的应用。在专利EP0062770中，高炉的装料部分使用了上述类型的关闭装置。在该项专利中储料斗的上下密封阀都使用了上述类型的密封阀，尤其在该专利的图14中，做了详细的图示。底阀在容器外部的阀壳体内运动，顶阀总是安装于储料罐的内部。当顶阀开启时，由于它绕一垂直于储料斗中心线的轴线转动，达到近似垂直的位置，由此顶阀带来了容器容积减小的缺点。因此在炉料堆积成的锥形顶部接触到处于开启位置的阀时，就必须终止储料斗的装料。换句话说，储料斗的容积在一定程度上要有所减小，即所谓空间损失，那么若要达到预定每次向炉内装料的数量，就要准备一个更大一些的储料斗。本项发明找到一种方法能使关闭装置得到改进，明显地减少了由于阀的开启而在储料罐顶部产生的空间损失。在本发明的一个最佳实施例中，达到这一目的是利用一个前述类型的关闭装置，但其特征在于阀的操纵机构的支承的旋转轴线与容器开口的垂直轴线成一锐角。在以下的解释中，通过一最佳实施例对本项发明的其它情况及特征加以说明，并配有参考图示。在这些图中图1是高炉装料部分的示意性整体视图。图2是一局部的垂直剖面图，详细图示了用于关闭装料斗顶部开口的装置。图3是处于开启位置的阀的侧视图(相对图2)。图3a通过向水平面投影，图示了阀的开启和闭合位置。
图4，5及5a分别对应图2，3及3a，只是加大了储料斗的顶部开口。
图6图示了根据本发明的用于关闭储料斗顶部开口的装置。
图7是一近似于图6的视图，但阀处于开启位置。
图7a通过向水平面投影，图示了阀的开启位置。
图8图示了根据本发明的关闭装置使储料斗获得更大的容积。
图9是一局部的垂直剖面图，图示了安装有根据本发明的关闭装置的储料斗的最佳结构。
图10和11图示了图9中的储料斗的装料情况。
图11a通过向水平面投影图示了图9中的阀的开启位置。
图1图示了在上述专利Epoo 62770中描述的一种已知类型的装料部分。通过该图可看到在高炉20顶部悬吊下一个喷嘴22，用它控制喷入炉内的炉料的分布。该喷嘴22由一适当的机构操纵，在图示的实施例中，该机构装在围绕中心输送管26而形成的腔室内，输送管26把将要装入炉内的炉料引向喷嘴22。
在图示的实施例中，储料罐28被安装在炉身20的上部，并被设计成为一种闭锁腔的形式，通过配有一个底部密封阀36和一个顶部密封阀44达到此目的。在闭锁腔28和炉身之间还安装有一个阀壳体30，其中除安装有底部密封阀36外，还有一计量装置34用以控制形成闭锁腔28底部的出口管38中流过的炉料。
在图示的实施例中，闭锁腔28可以连续地也可以间歇地称重，以达到定量的目的。正是为了这一原因，在阀壳体的外围安装有一园周胀缩圈32，使闭锁腔28与炉身20脱离开。实际起称重作用的是一组称重机构40，它最好有三个称重机构，闭锁腔位于称重机构之上，而称重机构依次被固定立柱42支承，立柱42形成炉身的构架或上部结构的一部分。
在闭锁腔28上有一储料斗46，当闭锁腔28空时，它被充料。在上述储料斗46的出口连接部52的底部有一单向阀48，当密封44开启时，它能使上述储料斗46与闭锁腔28连通。为了尽可能快地把炉料从储料斗46向闭锁腔28传送，储料斗46和闭锁腔28之间的通道截面最好尽可能地加大，特别是阀44的尺寸必须要根据这一截面尺寸而设计。
顶部密封阀44是呈球面顶盖形成的，为确保闭锁腔28的密封性，它与一个面向闭锁腔28内部的环形阀座54配合。在图2中详细图示了一种用于操纵阀44的机构的结构，它对应于上述欧洲专利EP0062770中图14中所示的内容。这一机构基本上是由一个中空的可旋转支承60构成，它被安装在储料罐28的罐壁58上的密封轴承62中，绕其旋转轴线X转动。该支承60通过一个夹板64伸向储料罐28的内部，并在其端部有一支点66形成一个支承和枢轴销，以便支撑曲臂68，曲臂的一端支撑着阀44，而另一端枢轴连接在推动杆70上，推动杆在驱动器72的作用下在支承60内作纵向轴向运动，驱动器可以是电动式的、液压式或气动式的。将支承60上的臂74直接与一个液压缸或一个蜗杆(未标出)连接，达到使支承60绕轴线X转动的目的。
开启阀44的完整步骤包括首先操纵驱动器72使推动杆70向图2中的右侧移动，从而使阀脱离阀座54。这种移动使阀在驱动器的动作和自重作用下绕支点66逆时针方向转动。使阀44从开口处脱离，或说打开通向储料罐28的通道，在于使包括阀44，曲臂68和支承60在内的组件在液压缸(未标出)对臂74的的作用下绕轴线X转动，使阀44转到一停止位置，即打开的位置，正如相对图2的视图转动90°而产生的图3所示。关闭阀44是依靠沿相反的方向做相同的动作，即先让支承60轴线X转动，然后在驱动器72的作用下使推动杆70向图2中的左侧平动，以便使阀44贴紧阀座54。
当阀44开启时(见图3及3a)，考虑到其所处位置，闭锁腔28的最大充填料面如虚线76所示，是喷注锥形。这意味着在充填料面76到闭锁腔28的顶壁58之间的空间从后者的容积来看是浪费了。
这种空间损失与开口的直径和阀44的直径有关。在阀44开启时，事实上它是沿一圆周转动，圆周半径相当于从阀的旋转轴线X与闭锁腔28的垂直轴线0的交点到开口所处水平面之间的距离。正如图4，5及5a所示，若开口和阀44的直径增大，阀所描出的圆周的半径也会增大。将后面提到的视图与图2和图3做一对比便会看出，实际上当阀44的截面从d增加到d′，阀44的位移的球面的直径就会从D改变为D′，实质上增大了喷注锥形料面76上方的空间损失。换句话说，为了减小这一空间损失，就必须缩小阀44的截面，这样一来则有别于提供尽可能大的充料开口以便缩短闭锁腔28的装料时间的要求。
为解决这一问题，本发明提供了阀44的支承60的另一种安装方式，它能使阀44开启时较浅地进入闭锁腔28内。换言之，图6所示的根据本发明的支承60的安装方式，在闭锁腔28的开口截面相同的情况下，可有利于改善闭锁腔的充料，或在闭锁腔28的同样的充料情况下，可增大闭锁腔的开口截面。
按照图6所示安装支承60可以达到上述目的，即将该支承的旋转轴线X安装成与水平面夹角为一锐角，而不是象图2及图4所示结构中那样，该轴线是水平的。
倾斜安装阀44的旋转轴线的作用有两个方面。对比图6与图4可看到在图6中阀的截面d没变，阀44的位移的球面直径D显著增大了。这是由于轴线X的倾斜使该轴线与另一轴线O的交点降低了位置，显然增加了该交点到阀44的距离，即增大了阀的位移的球面的半径。
对比阀44开启时阀44的位置在水平面上的投影图5a和图7a可看到在图4所示的实施例中，阀44的中心在与图4的平面成直角的径向垂直平面内位移，而在图6所示的实施例中，阀中心的移动平面相对图5a中的同一移动平面偏转了ψ角(参见图7a)，ψ角的大小与轴线X相对水平面的倾斜角成正比。
图5和图7是包含了阀44中心位移曲线的垂直断面图，即沿a-a断面的断面图，对比这两个图可以看到在图5中当阀处于开启位置时，阀位于几乎是垂直的且较低的位置，而在图7所示的实施例中，阀的倾斜程度较小，因而位置较高。图7所示的实施例中当阀开启时，其沉入闭锁腔28内的位置较浅，所以最大充料料面就较高。通过图8可以清楚地看到这一差别，在图8中由图4所示的安装方法形成的最大装料料面用虚线76标出，而按图6中所示的实施例的最高装料料面用虚线76′标出。
由于阀44的旋转轴线倾斜而带来的这一优点随着倾斜程度越大而越显著。图9图示了一个应用本发明原理实现的最佳实施例，采用与前几个图中使用的标号相同的标号标出相应的两个零件。在该实施例中，阀44的旋转轴线X具有更大的相对水平面的倾斜度，即角度值x′比图6中的x要大得多。这样大的倾斜度进一步降低了轴线X和轴线O的交点位置，因此大大增加了阀44位移的球面的半径。正是因为如此，由图9所示的实施例的闭锁腔器78基本上呈梨状，其最大截面在因倾斜支承60而产生的阀44的运动轨迹位置处。
阀44的开启位置在图9中用旋转轴X上的虚线标示。在这一实施例中将会看到，阀44处于比图7所示的还要小的倾斜位置，因而进一步抬高了阀底部边缘的位置，比图6所示的实施例更有利于装料。
图10，11和11a分别对应图6，7和7a，图示了闭锁腔78的装料最后阶段。考虑到闭锁腔78的上部区域的宽度，所以有必要安装一个装置以分布炉料，使炉料能直接到达闭锁腔78的周边区域。出于这一目的，用于控制从储料斗46流入闭锁腔78的炉料的止回阀80被设计成喇叭口状，并且可以用未图示的某种已知的方法使其在垂直方向上移动。为了使炉料能到达中心区域，喇叭口80可以下降到如图中虚线所示的位置。在装料的最后阶段，喇叭口80的位置已逐渐升起，使炉料的下落轨迹远离轴线O，这样便使炉料到达闭锁腔78的周边区域。


用于关闭容器顶部中心开口的装置以及该装置在高炉装料部分的储料斗上的应用。