[发明专利]一种空间翻转容器的联接装置及优化布置

说明书

技术领域

本发明属于机械装备技术领域，具体涉及一种空间翻转容器的联接装置及优化布置，尤其涉及一种可倾动氧气炼钢转炉。

背景技术

空间翻转容器类设备是工程中可能遇到的空间运动机械之一，如可倾动的氧气炼钢转炉。此外，这类容器设备在工作时还处在较高的温度状态，因此，联接这类设备的机构设计时主要需克服温度变化、设备空间翻转，是一个复杂的空间力学结构。这类设备设计时，容器设备温度变化及空间翻滚带来的热膨胀、热应力、强度、刚度、交变应力以及交变弹性位移等，对这些问题的解决方案成为评价该装置的技术因素；此外，作为工程设备也要考虑设备的投资、维护、安全及工艺操作特性，对这些问题的解决方案成为评价该设备的安全经济因素。优化其结构是具有挑战性的机械设计工作之一。

氧气炼钢转炉是一种典型的空间翻转容器类设备，其容器的构成一般为圆柱的炉身，上端为锥冒口，下端为球底或锥球底；而在其炉身段有一个与其有一定间隙的可倾动翻转的托圈环体，在托圈环体直径延伸线的外侧各有一个耳轴，托圈环体与耳轴构成了容器的可倾动环体。当联接装置将容器与可倾动环体连接时，可倾动环体的倾动会带动容器进行翻转，而联接装置的品质在很大程度上决定整个转炉系统的可靠性、运行平稳性、设备寿命和日常维护量。虽然转炉在上世纪50代开始获得较为广泛应用，但转炉设备的运行品质稳定与免维护改善还是近20年的技术突破，其主要原因在于转炉工况恶劣影响了对转炉空间力学特性认识。早期的转炉设计技术考虑了热膨胀、热应力、强度、刚度、交变应力等力学因素，最新的研究与工程实践表明，交变弹性滑移(交变弹性位移)也是影响空间翻转容器运行平稳性的一个极其重要但又非常隐秘的因素。交变弹性滑移是指空间翻转容器、可倾动环体、联接装置构成一个弹性联接系统，容器的倾动旋转使得各个零部件处在交变载荷作用状态下，容器壳体、可倾动环体、各个零件发生交变弹性变形，会造成联接系统零件的接触面之间会产生交变弹性位移，这种相对移动在转炉上表现为容器翻转时设备振动和异响，严重时影响生产的安全。

专利“ZL200920293711.7”把炉壳与托圈的联接从三点吊挂改为四点吊挂，技术方案在很大程度上改善了上述问题，它采用了通过改进吊挂机构的布局来减小挡座的“交变弹性滑移”，理论分析表明，采用该方案的“交变弹性滑移”只有三点吊挂转炉的1/2～1/3，较小的“交变弹性滑移”使得转炉的异响和振动变小。工程实际运行表明四点吊挂转炉运行的平稳性要远好于三点吊挂，但在转炉吨位较大时由于挡座还存在～5mm的交变弹性滑移，转炉倾动仍然会有少量的异响。而专利“ZL2012102919416”则通过四点连杆吊挂与挡座布局的优化，进一步减小了交变弹性滑移量，实现了转炉长期免维护运行。但由于炉壳、吊耳等的变形，连杆机构连杆、销轴、关节轴承等零件装配间隙的累积，在其联接系统的挡座支撑接触面中，仍然还有一定的交变弹性滑移存在(2～3mm)，理论上仍然存在微小异响源，并有一定机械磨损。此外，连杆机构连杆、销轴、关节轴承等零件的制造和现场安装成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间翻转容器的联接装置及优化布置，尤其涉及一种可倾动氧气炼钢转，使其具有结构简单、设备运行安全可靠、运行平稳、安装便利、长期免维护且成本较低的特点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空间翻转容器的联接装置，包括至少三组导向吊耳联接机构，使空间翻转容器吊挂在可倾动环体上；所述导向吊耳联接机构主要由导向吊耳、U型卡座和吊挂螺杆组成，所述U型卡座与可倾动环体的上表面或下表面固接；所述导向吊耳与空间翻转容器的外壳固接，且导向吊耳通过吊挂螺杆卡装在U型卡座中并与U型卡座内壁相接触形成的三个支撑面均可相对于U型卡座具有一定的径向滑移量，所述吊挂螺杆为至少一个。

通过采用上述方案，本发明完整的联接装置具有三组及以上的导向吊耳联接机构，通过导向吊耳的三个支撑面可以沿着U型卡座的内壁有数十毫米的径向移动量，来调节满足此时的吊挂螺杆微微的摆动或弹性变形，即这种结构可以吸收空间翻转容器与可倾动环体因温度差异或空间翻转容器局部高温蠕变变形导致的尺寸变化，从而提高设备的安全裕度和设备在翻滚过程中的平稳性，并实现长期的免维护，以及维护过程的便利性。

进一步，为更好的实现本发明，能够使得吊挂螺杆根据实际工艺需求采取多种不同的安装方式，特设置呈下述结构：所述吊挂螺杆贯穿于所述可倾动环体的上下表面；或者所述吊挂螺杆贯穿于所述可倾动环体外侧壁的安装结构；或者所述吊挂螺杆吊挂在所述U型卡座的U形底部。