一种辊式松动装置 【技术领域】
本发明涉及一种辊式松动装置，特别是涉及一种冶金行业还原竖炉冶炼金属化还原物料的松动，适用于高温高压环境下的粘结矿料的松动。
背景技术
还原竖炉属于高温高压密闭容器。目前在以球团矿或块矿为原料，用还原竖炉直接还原法生产海绵铁时，由于矿料在高温(一般为600℃～850℃)和高压(一般为0.3～0.4MPa)环境下具有一定的粘结性，因此在密闭反应容器内易结成块状堆积阻塞在容器内，不易排出，导致物料层停滞，不仅影响直接还原铁的生成，而且导致物料长时间堆积易产生崩料塌料的危险，使得后续工艺流程作业不畅。现有的技术中，缺乏对高温高压下粘结的矿料进行松动的装置和设备，因此，为了有助于还原反应的顺利进行，在高温高压环境下对粘结的直接还原铁进行松动分离是十分必要的。
【发明内容】
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种辊式松动装置，能有效解决高温、高压环境下矿料的粘结问题。
本发明采用这样的技术方案来实现，一种辊式松动装置，它包括空心辊体、空心的支承轴、空心的传动轴和轴承座，其特征在于：辊体的两端分别由支承轴和传动轴支撑于轴承座上；支承轴和传动轴焊接在空心辊体两端；支承轴和传动轴上与密闭容器壁接触处设有密封系统；空心辊体的外圆键连接有齿套；齿套上焊接松动齿；齿套两端由与辊体外圆紧配合的固定装置定位；传动轴后部键连接有摇臂，摇臂两端对称铰接两油缸。
在密闭容器内，上述辊式松动装置可单个安装使用，也可成对安装使用。
当成对安装时，两对棍子分别设为主动辊和从动辊，其中只在主动辊上设置摇臂，摇臂两端与两液压缸杆头铰接；在主动辊的传动轴上、靠近摇臂处键连接摆杆；主动辊和从动辊之间的连接采用连杆形式；连杆一端与从动辊的传动轴上采用键连接，连杆的另一端与主动辊上的摆杆铰接。通过两液压缸的配合运动带动摇臂往复转动，从而带动主动辊往复转动，主动辊上摆杆也随之摆动，相应的通过与摆杆铰链的连杆，将主动辊的运动传递到了从动辊，从动辊也跟着同向往复摆动。
主动辊和从动辊之间的连接也可采用齿轮、链条和皮带等多种传动形式，实现主动辊与从动辊的同步往复运动。
为了实现高温高压下粘结矿料的松动分离，上述装置在空心辊体外键连接齿套；齿套两端由与辊体紧配合的固定装置定位，齿套上焊接松动齿；松动齿的形状为梯形齿，沿辊体圆周方向均匀布置。为增强辊体的刚性和承载能力，每排松动齿两两交错布置。工作时松动齿随辊体转动，利用交错布置的梯形齿克服高温物料内摩擦力将粘结成块状的物料进行分离松动。
由于本装置在高温高压密闭容器内使用，为了保证密封性，在本装置与密闭容器壁接触处设有密封系统。所述密封系统对称布置在本装置的两端——支撑轴和传动轴上，由密封套、联接套、压盖，密封填料，油环、高压气通道和气量调节环组成；其中高压气通道设置在密封套内；密封填料、置于密封填料中间的油环和气量调节环套装在密封套内表面，并与密封套一起装在支撑轴和传动轴上，密封套外套装有联接套，螺钉将联接套和密封套固定在密闭反应容器壁上；压盖与密封套端面螺栓连接。
所述密封系统采用填料密封和气密密封相结合的双重密封形式。
其中填料密封为密封填料加油环形式；密封填料置于密封套与支撑轴和传动轴的接触面上，并通过压盖压紧；油环设置在密封填料中间，润滑油由油环润滑口进入油环，对填料进行润滑，以增强密封性。
其中气密封为高压气体密封；高压气体从高压气进口喷射入高压气通道，在密封套内循环一周后，从高压气通道的尾部缝隙环状喷射出，形成高压高速密封环，对密闭反应容器内的高温高压介质进行隔绝与密封，避免容器内的高温高压介质窜进密封填料，防止密闭容器内高温高压气体外泄，保持密闭容器内的压力，同时防止密闭容器内的粉尘进入密封填料。
填料密封在高压气密封后，起到双重密封作用。
其中为了确保吹出气体足以产生整个高压气环，增强密封和冷却效果，高压气通道的尾部剖断面为一弧形喷嘴状。
高压气的喷射量可以靠增减气量调节环，通过调节高压气环及密封套的环状缝隙大小来进行调节。
为了保证本装置在高温下可靠工作，本发明还在密封套内和辊体内设有冷却水系统。
其中密封套内的冷却水系统包括密封套冷却水进口、密封套冷却水腔和密封套冷却水出口，设置在密封套内的冷却水水腔与设置在密封套上的冷却水进口和冷却水出口相通，冷却水从冷却水进口进入到密封套内的冷却水水腔，水腔充满冷却水后从冷却水出口流出密封套。
辊体的冷却采用单管冷却方式，在传动轴一端接进水接头，冷却水通过进水接头从空心辊体的一端进从另一端出。
本发明通过在辊体上设置齿套和松动齿，并利用交错布置的松动齿克服高温物料内摩擦力，有效地将粘结成块状的物料进行分离松动；通过采用冷却水循环、填料密封、高压气体密封共同作用，有效的阻隔密闭容器内高温高压介质的外窜，保证了本装置在高温高压下使用地可靠性。整个装置结构紧凑，操作方便。
【附图说明】
图1为本发明的正视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1支承轴密封套部分结构简图；
图4为图1齿套部分结构简图；
图5为密封套等轴测视图。
图中，1-轴承座，2-支承轴，3-密封系统《其中，3-1密封套(3-1-1密封套冷却水进口，3-1-2-密封套冷却水腔，3-1-3-密封套冷却水出口)，3-2联接套，3-3压盖，3-4密封填料，3-5油环，3-6高压气通道，3-7气量调节环》，4-辊体，5-齿套，6-传动轴，7-摆杆，8-摇臂，9-进水接头，10-液压缸，11-连杆，12-固定装置，13-联接键，14-松动齿，15-主动辊，16-从动辊，17-密闭容器，18-密闭容器壁。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限定在以下具体方式之中。
一种辊式松动装置，它包括轴承座1，支承轴2，密封系统3，辊体4，齿套5，传动轴6，摇臂8，液压缸10，固定装置12，松动齿14。其中，辊体4、支承轴2和传动轴6为空心结构；支承轴2和传动轴6焊接在辊体4两端，支承轴2和传动轴6的端头支撑于轴承座1上；齿套5用联接键13与辊体4外圆配合，并通过与辊体4紧配合的固定装置12定位；齿套5上焊接松动齿14，该松动齿14的形状为梯形齿，沿辊体4圆周方向均匀布置，每排松动齿14两两交错设置。
本实施例由一对辊式松动装置在密闭容器17内安装组成，其中主动辊15的传动轴6上设有摇臂8，摇臂8两端与两液压缸10的杆头铰接；在主动辊15的传动轴6上，靠近摇臂8处键连接有摆杆7；主动辊15和从动辊16之间的采用连杆11连接；连杆11一端与从动辊16的传动轴6采用键连接，连杆11的另一端与主动辊15上的摆杆7铰接。
主动辊15和从动辊16穿过密闭容器17，在主动辊15和从动辊16与密闭容器壁18接触处，即在主动辊15、从动辊16的支撑轴2和传动轴6上分别设有密封系统3。该密封系统3采用填料密封和气密密封相结合的双重密封形式，由密封套3-1、联接套3-2、压盖3-3，密封填料3-4，油环3-5、高压气通道3-6和气量调节环3-7组成；其中高压气通道3-6设置在密封套3-1内；密封填料3-2、置于在密封填料3-2中间的油环3-5和气量调节环3-7套装在密封套3-1的内表面；密封套3-1外套装联接套3-2，螺钉将联接套3-2和密封套3-1固定在密闭反应容器壁17上；压盖3-3与密封套3-1端面螺栓连接。
其中高压气通道3-6的尾部剖断面为一弧形喷嘴状。
在密封套3-1内设有冷却水系统，包括密封套冷却水进口3-1-1、密封套冷却水腔3-1-2和密封套冷却水出口3-1-3，设置在密封套3-1内的冷却水水腔3-1-2与设置在密封套3-1上的密封套冷却水进口3-1-1和密封套冷却水出口3-1-3相通。
本实施例还利用辊体4、支承轴2和传动轴6的空心结构，对辊体4进行冷却，保证高温高压环境下使用的可靠性。辊体4的冷却采用单管冷却方式，在空心传动轴6一端接进水接头9，冷却水通过进水接头9从传动轴一端进，经空心辊体4，然后从支承轴2一端出。
工作时，两个液压缸10配合运动，带动与之铰链接的摇臂8往复转动，进而带动主动辊15往复转动，主动辊15上的摆杆7也随之摆动，相应的通过与摆杆7铰链的连杆11，将主动辊15的运动传递到了从动辊16，从动辊16也跟着同向往复摆动。高温且略带粘结性的物料在密闭容器17内自由落下，主动辊15和从动辊16上的辊体4经摇臂8和液压缸10带动，在一定角度范围内转动，焊接在齿套5上的松动齿14随辊体4转动，物料经松动齿14松动，使先前粘结在一起的物料相互分离。为了防止密闭容器17内高温高压气体外泄，保持密闭容器17内的压力，主动辊15和从动辊16与密闭容器壁18之间采用密封填料和气密密封相结合的双重密封形式：高压气流通过高压气通道3-6在密封套3-1内循环一周后，从高压气通道3-6的尾部缝隙环状喷射出，形成高压高速密封环，对密闭反应容器17内的高温高压介质进行隔绝与密封，降低容器壁18外轴承工作部分的温度；密封填料3-4在高压气密封后，起到双重密封作用；密封填料3-4置于密封套3-1与支撑轴2和传动轴6的接触面上，并通过压盖3-3压紧实现密封；油环3-5设置在密封填料3-4中间，润滑油由油环润滑口进入油环3-5，对填料进行润滑，增强密封性。同时，冷却水经进水接头9进入传动轴6，经空心辊体4，从支承轴2上的接头口流出，致使整个辊子充满冷却水，对辊体进行冷却。在密封套3-1内，冷却水从密封套冷却水进口3-1-1进入密封套3-1内的冷却水水腔3-1-2，待水腔充满后从密封套冷却水出口3-1-3流出，对密封套3-1进行冷却，保证本装置在高温高压下使用的可靠性。
本实施例中，可以靠增减气量调节环3-7，通过调节高压气通道3-6及密封套3-1的环状缝隙大小，来调节高压气体的流量大小。