專利名稱：將長桿插入高爐之類高壓容器內(nèi)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝在高壓容器特別是高爐的孔道中以便軸向插入一根長桿的裝置。
這種裝置至少應(yīng)具備兩種功能a)它應(yīng)在長桿插入高壓容器時(shí)保證氣密性;
b)它應(yīng)在長桿完全抽出時(shí)可以關(guān)閉容器的孔道。
美國專利No.3，643，508公開過這種類型的用來將測量探桿插入高爐內(nèi)的裝置。該裝置含有一個(gè)與高爐的一根管道的一端連接并在其自由端支承一軸向密封件的封閉件。該封閉件有一雙盤件，在該雙盤件一側(cè)是一實(shí)體盤，而在其另一側(cè)是帶有供長桿穿過的通孔的帶孔盤，上述雙盤件可圍繞平行于上述裝置中心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線帶有細(xì)小軸向間隙。為了關(guān)閉高爐的管道，將實(shí)體盤轉(zhuǎn)到固定在高爐管道上的第一法蘭盤與支承密封件的第二法蘭盤之間的軸向位置，然后用螺釘和螺母將上述兩法蘭盤軸向夾緊以保證實(shí)體盤周圍的氣密性。為了使長桿穿過上述管道，將上述兩法蘭盤松開，并在重新軸向夾緊兩法蘭盤之前將帶有供長桿穿過的通孔的盤轉(zhuǎn)到軸向位置。該裝置軸向密封件配備有一個(gè)簡單的填料盒。為了補(bǔ)償長桿的細(xì)小軸向不重合性，將軸向密封件固定在第二法蘭盤上，以便可作垂直于上述裝置中心軸線的移動(dòng)。但是，不言而喻，這種類型的裝置現(xiàn)在可能不再是滿意的了，事實(shí)上，在更換實(shí)體盤和帶孔盤的過程中，不可避免會(huì)發(fā)生高壓容器的泄漏。
德國專利申請DE1533829描述過這種裝置的改進(jìn)的實(shí)施例。其封閉件也含有帶有供長桿穿過的通孔的雙盤件。但是，這種雙盤件被密封殼體所包圍，它在殼體中可圍繞一條平行于上述裝置中心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上有一細(xì)小軸向間隙。為了分別改善實(shí)體盤和帶孔盤周圍的氣密性，上述裝置配備一個(gè)裝有密封墊的環(huán)形氣動(dòng)活塞，當(dāng)該活塞被致動(dòng)時(shí)，上述這些密封墊就壓在它們前面的各個(gè)盤件上，這個(gè)盤件又壓在軸向相對表面上成一體的密封墊上。這種技術(shù)方案的好處是，在雙盤件轉(zhuǎn)動(dòng)過程中壓在雙盤件上的密封墊會(huì)受到高的壓力，為了提高它們的壽命，上述專利申請?zhí)岢隽藶檫@些密封墊設(shè)置專門的加潤滑油的機(jī)構(gòu)，人們也會(huì)注意到，即使在使用環(huán)形氣動(dòng)活塞的密封問題方面，該德國專利申請?zhí)峁┑难b置的氣密性可能不會(huì)再重新建立。
本發(fā)明的目的是提供一種裝在高壓容器特別是高爐的孔道中用來軸向插入一根長桿的裝置，該裝置保證比現(xiàn)有技術(shù)的裝置具有更可靠的氣密性。
上述目的通過一種裝置來達(dá)到，該裝置包含一個(gè)設(shè)計(jì)用來在長桿插入時(shí)保證其周圍的氣密性的密封部件;
一個(gè)位于上述容器與上述密封部件之間的密封殼體，該殼體具有軸向隔開的供長桿穿過的第一和第二通孔;
一個(gè)置于上述密封殼體內(nèi)并以氣密方式與上述供長桿穿過的第一通孔連接的第一支座;
一個(gè)置于上述密封殼體內(nèi)并以氣密方式與上述供長桿穿過的第二通孔連接的第二支座，該第二支座排列成與上述第一支座軸向相對，并且可相對于上述第一支座作軸向移動(dòng);
一個(gè)裝在密封殼體內(nèi)的封閉件，該封閉件可通過第一運(yùn)動(dòng)在軸向位置與橫向位置之間移動(dòng)，在軸向位置時(shí)，它在第一支座與第二支座之間軸向?qū)?zhǔn)，在橫向位置時(shí)，它不與兩支座的軸向?qū)?zhǔn)，而且，上述封閉件可通過第二運(yùn)動(dòng)，在上述第一支座與第二支座之間作軸向移動(dòng);
至少一個(gè)與上述封閉件連接的間隔彈簧，用來在上述封閉件處于軸向位置時(shí)在上述第一支座與上述封閉件之間產(chǎn)生一個(gè)軸向間隙;
至少一個(gè)與上述第二支座連接的閉合彈簧，以便使上述第二支座向著上述第一支座移動(dòng)，上述彈簧的大小要使得在上述封閉件處于其軸向位置時(shí)能夠克服間隔彈簧的作用力將封閉件推向上述第一支座;和至少一個(gè)與上述第二支座連接的快速開啟控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的大小要使得在封閉件處于其軸向位置時(shí)能夠克服閉合彈簧的作用力將上述第二支座沿著與上述第一支座相反的方向移動(dòng)到一個(gè)收縮位置從而在上述第二支座與上述封閉件之間形成一個(gè)軸向間隙。
本發(fā)明裝置的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是，它是一種“故障自動(dòng)保險(xiǎn)”裝置。事實(shí)上，將上述第二支座壓在封閉件上和將該封閉件壓在上述第一支座從而保證氣密性的力是由上述閉合彈簧產(chǎn)生的，也就是說，是由不需要附加能量的無源部件產(chǎn)生的。上述的快速開啟控制機(jī)構(gòu)例如線性馬達(dá)或旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，要求另外提供能量(氣動(dòng)或電動(dòng))，它僅用于要故意消除上述容器相對于上述密封殼體的氣密性的情況，也就是說，僅僅用于上述第二支座與上述第一支座軸向分離的過程。
本發(fā)明裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是，在上述封閉件從其軸向位置移動(dòng)到其橫向位置之前，上述第一支座形成相對于上述封閉件的第一軸向間隙，而第二支座則形成相對于上述封閉件的第二軸向間隙，反之亦然。然而，上述的第一間隙和第二間隙保證了上述封閉件在上述移動(dòng)過程中的接觸表面不會(huì)受力。因此，不需要設(shè)置密封件或密封表面的潤滑機(jī)構(gòu)。上述兩種間隙是通過簡單地使上述第二支座退縮到其收縮位置而自動(dòng)地形成的。
為了將長桿插入到上述容器內(nèi)，在長桿的前端插入上述密封部件并將上述第二支座移動(dòng)到其收縮位置后，將上述封閉件移動(dòng)到其橫向位置，這就免除了長桿通過上述裝置的軸向通道。此時(shí)，在這個(gè)橫向位置上，密封殼體就暴露在壓力下，并暴露在上述高壓容器的氣氛中。如果希望重新形成上述密封殼體相對于上述容器的氣密性，可以讓上述快速開啟控制機(jī)構(gòu)失效，這就使得上述第二支座在閉合彈簧的作用下壓在上述第一支座上。為了保證兩支座之間的氣密性，只要例如在至少一個(gè)上述支座上設(shè)置一個(gè)彈性密封件就夠了。為了簡化上述支座，尤其是為了減小上述第二支座的軸向行程，推薦為上述裝置配備一個(gè)間隔件，該間隔件隙了帶有一個(gè)供長桿穿過的通孔外，其他與封閉件是一樣的，它以同上述封閉件相同的方式安裝在密封殼體內(nèi)。換句話說，它可以通過第一運(yùn)動(dòng)在橫向位置與軸向位置之間移動(dòng)，在橫向位置上，它不與兩支座軸向?qū)?zhǔn)的(此時(shí)，封閉件處于其軸向位置)，在軸向位置上，它處在上述第一和第二支座之間的軸向?qū)?zhǔn)位置(此時(shí)，封閉件處于其橫向位置)，而且，通過第二運(yùn)動(dòng)在上述第一支座和上述第二支座之間作軸向移動(dòng)，最好有至少一個(gè)間隔彈簧與上述間隔件連接，以便在間隔件處于其軸向位置時(shí)，減小上述第一支座與上述間隔件間的軸向間隙。
封閉件和間隔件最好配備密封墊，該密封墊安裝成當(dāng)上述封閉件和上述間隔件分別處于其軸向位置時(shí)便與上述第一和第二支座的相應(yīng)密封表面相對。為了充分了解在上述兩支座上不設(shè)密封墊而在上述封閉件和間隔件上設(shè)密封墊的好處，重要的是要注意上述封閉件和上述間隔件可以在其橫向位置進(jìn)行更換而不會(huì)破壞其相對于上述容器的氣密性。然而，為了接近上述第一支座和上述第二支座的密封表面又必需破壞相對于上述高壓容器的氣密性。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，上述封閉件(隨意地，和上述間隔件)可圍繞一條與長桿沿著插入的軸線相交的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩部件是由施轉(zhuǎn)表面軸向限定的平板件，它們的旋轉(zhuǎn)軸線與上述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對應(yīng)。當(dāng)上述各個(gè)板件處于其在兩支座之間的軸向位置時(shí)，上述旋轉(zhuǎn)表面面對著上述第一支座和上述第二支座的附加密封表面。該實(shí)施例有可能使密封殼體的尺寸做得比德國專利申請DE1533829所述那類裝置的尺寸小(這類裝置配備一個(gè)雙盤件，該雙盤件可圍繞平行于長桿沿著插入的軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng))。
對于一根具有高度大于寬度的橫截面的長桿，一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，上述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行于上述橫截面的高度，而且上述的旋轉(zhuǎn)表面是圓柱形表面。這一技術(shù)方案使之有可能具有最小的密封殼體尺寸。
在上述裝置的所有實(shí)施例中，最通常的優(yōu)點(diǎn)是選用一個(gè)含有一個(gè)或多個(gè)液壓缸的快速開啟控制機(jī)構(gòu)，上述的閉合彈簧結(jié)合在液壓缸中，這方案結(jié)構(gòu)緊湊簡單。
如果上述液壓缸安裝在密封殼體之外面并通過穿入上述密封殼體的控制桿與上述第二支座連接，那么，無論液壓缸還是彈簧都不會(huì)暴露在上述密封殼體內(nèi)常有的氣氛中。
可以提供一種機(jī)械裝置(例如螺釘、鉤子等)臨時(shí)地將上述第二支座封鎖在一個(gè)密封位置上，在該位置中，上述第二支座或者密封地壓在上述封閉件上(然后，封閉件本身密封地壓在上述第一支座上)，或者密封地壓在上述間隔件上(然后間隔件本身又密封地壓在上述第一支座上)。這樣，就有可能更換閉合彈而不破壞相對于上述容器的氣密性。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述裝置至少含有一個(gè)上述第二支座的軸向止動(dòng)器，該軸向止動(dòng)器最好是可調(diào)的，以便將上述第二支座既軸向堵在其收縮位置又軸向堵在其封閉位置上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，上述裝置含有一個(gè)連接在上述第二支座與上述長桿穿過的第二軸向通孔之間的軸向脹縮件，這就避免了使用可能構(gòu)成本裝置的弱點(diǎn)的“O形環(huán)”型密封墊或填料盒。
一種簡單的支承封閉件和/或間隔件的方法是提供套筒式支架，然后將上述間隔彈簧有利地結(jié)合在上述套筒式支架中。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述裝置的特征如下上述第一支座被一長桿穿過的通道套筒支承在上述密封殼體內(nèi)，上述封閉件的兩個(gè)套筒式支架各配備一個(gè)軸銷，和在上述密封殼體與上述套筒之間設(shè)置上述軸銷的軸承，以便形成一條封閉件和/或間隔件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，該軸線與上述裝置的上述中心軸線相交。
可以理解，還提出了上述密封部件的最佳實(shí)施例，在該最佳實(shí)施例中，包含一個(gè)可分成若干由肋條軸向隔開的小室的殼體，和若干具有與長桿橫截面相匹配的通道橫截面的環(huán)件，該環(huán)件分別安裝在上述殼體的一個(gè)小室內(nèi)，以便能夠在小室內(nèi)作垂直于上述密封部件的中心軸線的滑動(dòng)。
這個(gè)實(shí)施例不僅允許長桿在所述裝置中的軸向不同軸性，而且改善了長桿傾斜插入所述裝置時(shí)的氣密性，此外，在長桿傾斜插入上述密封部件時(shí)不會(huì)遭受過大的局部壓力。
通過下面借助于附圖及實(shí)施例的說明，可明白本發(fā)明的裝置的其他優(yōu)點(diǎn)和特征，附圖中

圖1是本發(fā)明裝置的通過中心軸線的剖面圖;
圖2是通過圖1的裝置沿著與圖1剖面成90°角的剖切平面的剖面圖;
圖2A和2B示出裝在圖1和2的裝置上的密封件的細(xì)節(jié);
圖3至6示出與圖1相同的視圖，示出本發(fā)明裝置處于各種工作狀況的情形;
圖7是與圖1相同的視圖，用來說明本發(fā)明裝置的其他優(yōu)點(diǎn)。
圖1示出通過一種高壓容器(例如高爐)8的壁10的裝置剖面圖，上述裝置在孔道12的水平上穿過上述壁10。圖2示出類似的剖面圖，但與圖1的剖切平面成90°角。上面所述的壁10包含耐火內(nèi)襯14和外罩16。在孔道12的水平位置上，外罩16連著一個(gè)與法蘭30相配的套筒18。上述法蘭20的中心軸線限定了壁10內(nèi)孔道12的中心軸線12′。
標(biāo)號(hào)22表示一根要通過容器8的孔道12沿軸線12′插入的長桿。下面假定這根長桿是例如一根用來測量溫度的探測桿和/或一根從高爐的爐料中抽取氣體樣品的取樣桿，這種大致水平地插入高爐爐料內(nèi)的長桿的長度有8米或更長。為了提高長桿的強(qiáng)度，通常將它做成具有橢圓形的橫截面，正如通過圖1與圖2的比較可以看出的那樣，圖1是沿水平剖切的剖面，而圖2是沿垂直平面剖切的剖面。
標(biāo)號(hào)24總的表示一種裝在孔道12上并可通過該孔道12將長桿或探桿22插入高壓容器或高爐8內(nèi)的裝置。為此，圖中所示的裝置24包含(從外向內(nèi))一個(gè)密封部件26、一個(gè)封閉部件28和一個(gè)支承部件30。在詳細(xì)說明這三個(gè)部件之前，下面先簡要說明它們的功用。密封部件26保證圍繞長桿22的軸向密封性。注意，只要長桿22穿過并與密封部件26接合，就可對孔道12提供氣密性的封閉。封閉部件28在長桿22整個(gè)地從密封部件26抽出時(shí)可以以氣密的方式封閉孔道12。支承部件30對長桿22構(gòu)成一個(gè)前支撐，該支撐的目的在于減小長桿22在高壓容器8內(nèi)的伸進(jìn)長度。
密封部件26有一殼體32，該殼體內(nèi)分成幾個(gè)小室34，這些小室被肋條36軸向隔開，上述肋條36相對于長桿22的橫截面形成一個(gè)例如由標(biāo)號(hào)37所示的大間隙。標(biāo)號(hào)38表示出幾個(gè)環(huán)件，它們的自由橫截面與長桿22的橫截面匹配。每個(gè)環(huán)件38安裝在一個(gè)小室34內(nèi)，以便作垂直于密封部件26中心軸線12′的移動(dòng)。上述環(huán)件38在殼體32的各自小室34內(nèi)移動(dòng)的可能性，使得環(huán)件可適應(yīng)于長桿22在密封部件26內(nèi)的傾斜位置。換句話說，當(dāng)長桿22傾斜地穿插密封部件26時(shí)，環(huán)件38可自由地在長桿22上定中心。
注意，環(huán)件38或者本身構(gòu)成密封件，或者構(gòu)成支承壓在長桿22上的襯墊或密封墊的支承件。還要注意，至少有一個(gè)環(huán)件38最好構(gòu)成一個(gè)支承可由液體或氣體鼓脹的密封墊的支承件。這樣，上述可鼓脹的密封墊有可能在長桿與各環(huán)形密封件之間形成較大的和可變化的間隙。
圖2A示出在小室34內(nèi)的環(huán)件38的第一實(shí)施例的細(xì)節(jié)?？梢钥吹剑h(huán)件38與兩個(gè)密封墊200相配配該密封墊200壓在長桿22上。如果需要的話，還由側(cè)向密封墊202提供在環(huán)件38與形成小室34的徑向肋條36之間的氣密性。
圖2B示出在小室34內(nèi)的環(huán)件38的另一個(gè)實(shí)施例。它含有一個(gè)裝在環(huán)件38內(nèi)腔206內(nèi)的可鼓脹密封件204，該密封件204在其收縮位置時(shí)，收回到其內(nèi)腔206中，這就使長桿22有可能在不破損或不磨損密封件204的情況下移動(dòng)。另一方面，當(dāng)密封件204在鼓脹位置時(shí)，它能補(bǔ)償比圖2A中兩個(gè)密封墊200大得多的徑向間隙。如圖2A所示，環(huán)件38有利地與兩個(gè)在長桿22上位于內(nèi)腔206兩側(cè)的密封墊208相配合。可鼓脹密封件204可通過小室34方便地充壓。環(huán)件38中的通道210連接小室34和空腔206。還要注意到，可鼓脹密封件205可用加壓氣體或加壓液體來脹開。
封閉部件28含有一個(gè)與彼此軸向隔開的第一端板42和第二端板44配合的密封殼體40。在端板44一側(cè)，密封殼體40以氣密方式固定在容器8的法蘭20上，在端板42一側(cè)，它以氣密方式支承密封部件26。
端板42和44含有讓長桿22通過的通孔46和48，通孔的中心軸線與中心軸線12′重合。端板42的通孔46密接套筒50，長桿22穿過該套筒50軸向伸向端板44的通孔48。套筒50在離端板44的一段距離上，端接第一支座52，該支座52在封閉殼體40內(nèi)包圍套筒50的出入口。第二支座54軸向?qū)?zhǔn)第一支座52。該第二支座54以氣密方式與第一端板44連接，而且，它可以在殼體40內(nèi)作軸向移動(dòng)。在附圖中所示的裝置中，第二支座54是例如通過一軸向脹縮件56與端板44進(jìn)行連接的。但是，如果在第二支座54與一個(gè)由端板44支承的導(dǎo)引套筒之間設(shè)置適宜的密封件，而該密封件又可在第二支座54與上述導(dǎo)引套筒之間作軸向移動(dòng)而不致磨損太快，那么，也可連接在上述導(dǎo)引套筒上或該套筒內(nèi)。
第二支座54最好與一種鐙形件58相配，該鐙形件58與控制桿60連接，而控制桿60則平行于軸線12′穿過端板42伸出密封殼體40之外，這些控制桿60用來使第二支座54軸向移動(dòng)。
標(biāo)號(hào)62和64表示驅(qū)動(dòng)控制桿60的機(jī)構(gòu)例如配備有閉合彈簧66的液壓缸，重要的是要注意到，彈簧66最好結(jié)合在液壓缸62和64內(nèi)，它們可設(shè)計(jì)成可對第二支座54施加一個(gè)沿著第一支座52的方向的力。對液壓缸62和64加壓，使可克服彈簧66的作用力使第二支座54作軸向移動(dòng)而離開第一支座52。軸向止動(dòng)器68限制第二支座54朝著端板44方向的軸向移動(dòng)，并限定了第二支座54的極限收縮位置。但是，這些止動(dòng)器68也可以用結(jié)合在液壓缸62和64中的止動(dòng)塊來代替。
標(biāo)號(hào)70表示出專用于封閉部件28的封閉件，該封閉件是例如一塊能夠圍繞一條與軸線12′交叉的軸線72轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形板件。在圖2，軸線72與軸線12′是例如呈直角相交。為了減小封閉部件28的軸向尺寸，可轉(zhuǎn)動(dòng)地封閉板件70最好由第一表面74和第二表面76限定，所述的兩個(gè)表面是以板件70之轉(zhuǎn)動(dòng)軸線72作為旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)表面，具體說來，這些表面74和76可以是與軸線72同軸的圓柱形表面，如圖所示。但是，這些表面也可以是球形表面或錐形表面，或者，甚至可以是通過任何母體曲線圍繞軸線72轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的旋轉(zhuǎn)表面。重要的是，支座52和54分別由與封閉件70的第一表面74和第二表面76互補(bǔ)的密封表面軸向地限定。在圖中所示的裝置中，支座52和54是由與圓柱形板件70的圓柱形表面74和76互補(bǔ)的圓柱形表面74′和76′軸向地限定的。
注意，圓柱形板件70的懸掛必須設(shè)計(jì)成這樣即，當(dāng)板件70軸向位于第一支座52與第二支座之間的時(shí)候，它可以由第二支座54克服彈簧力的作用朝著第一支座52的方向而移動(dòng)。因此，在圖中所示的裝置中，密封殼體40中圓柱形板件70的懸掛是通過兩個(gè)置于套筒50兩側(cè)的套筒式支架80來實(shí)現(xiàn)的。彈簧78結(jié)合在套筒式支架80中，以使封閉件70移離固定支座52。結(jié)合在套筒式支架80中的止動(dòng)塊81限定套筒式支架80的最大伸長量，也就是說，封閉件70的行程受定位彈簧78的制約。
套筒式支架80各配備一個(gè)軸銷82，該軸銷82的一端裝在例如一個(gè)由套筒50支承的第一軸承84內(nèi)，其另一端則裝在由殼體40支承的第二軸承86內(nèi)。然后，使兩個(gè)軸銷82中的一個(gè)軸銷與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(見圖2的圖解表示)88連接。注意，上述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)88要設(shè)計(jì)成能夠使封閉件70圍繞軸線72轉(zhuǎn)動(dòng)的大約90°角。
軸銷82不僅支承封閉件70，而且支承一個(gè)本身也可圍繞軸線72轉(zhuǎn)動(dòng)的間隔件90。該間隔件90除了其圓柱形板上帶有供長桿22通過的通孔92之外，其他與封閉件70是完全一樣的，它裝在軸銷82上，以便直接靠近封閉件70。像封閉件70那樣，間隔件90本身也配備帶有彈簧96的伸縮支架94，以使它軸向移離支座52。對封閉件70和間隔件90也可以不裝設(shè)帶有彈簧78、96的套筒式支架80、94，而是提供固定長度的支臂并使軸銷82可克服彈簧的作用而作軸向移動(dòng)。
從氣密性的觀點(diǎn)看，請注意到，封閉件70以及間隔件90在其兩側(cè)配備有密封墊。這些密封墊裝在封閉件70的間隔件90上，以便在該兩零件70、90處于兩支座52和54之間軸向?qū)?zhǔn)的位置時(shí)，分別面對著第一支座52的密封表面74′和第二支座54的密封表面76′。
下面參看圖1和2來說明支承部件30。該部件30有一個(gè)伸向容器8內(nèi)的套筒110。如果高壓容器8內(nèi)部的狀態(tài)需要的話(例如豎爐或高爐的情況那樣)，套筒110(最好與端板44做成一體)最好設(shè)置冷卻通道112，它的自由端支承長桿22的內(nèi)支承件114。這是一個(gè)軸座，當(dāng)長桿22穿插壁10的側(cè)孔道時(shí)，它的下圓周便支承在上述軸座上。其目的就是要減小長桿22在容器8內(nèi)的伸進(jìn)長度。但是，如果長桿22垂直地插入容器8，或者，僅僅伸入容器8內(nèi)一點(diǎn)點(diǎn)，那么，就不要用上述的支承部件30也有可能達(dá)到目的。因此，要注意到，只是在特殊用途(包括要減小長桿22伸入容器8時(shí)易受到的最大彎矩和剪切力的情況)中，才認(rèn)為設(shè)置支承部件30是合理的，例如，在高爐設(shè)置測溫桿或采集氣體樣品探測管的情況。
下面參看圖3-6來說明本發(fā)明裝置的工作情況。見圖3，長桿22的前端插入密封部件26內(nèi)，封閉部件28處于關(guān)閉位置，也就是說，液壓缸62和64尚未加壓，而彈簧66對第二支座54施加一個(gè)朝著第二支座52方向的力。第二支座54借助于彈簧66的作用力，將其密封表面壓在軸向位于第一支座52與第二支座54之間的封閉件70上，并且，克服間隔彈簧78的作用力將該密封件70加在第一支座52的密封表面上，換句話說，封閉部件28通過閉合彈簧66的作用保持關(guān)閉狀態(tài)，上述彈簧66使第二支座54、封閉件70和第一支座52保持相互間的軸向氣密壓緊。
為了將長桿22插入容器8內(nèi)，首先液壓缸62和64加壓，液壓缸62、64使頂著彈簧66的作用力對第二支座54施加一個(gè)壓力，并使該支座作軸向移動(dòng)而離開第一支座52。封閉件70借助于間隔彈簧78跟隨第二支座54的退縮移動(dòng)，直到受止動(dòng)塊81阻止。此時(shí)，在第一支座52的密封表面與裝在封閉件70的上述第一表面74上的密封墊之間便有一個(gè)第一軸向間隙。第二支座54繼續(xù)進(jìn)行其朝著第二端板44的方向的退縮移動(dòng)，直到例如通過鐙形件58壓在軸向止動(dòng)器68為止。在該退縮位置上，在裝在封閉件70之第二表面76的密封墊與第二支座54的密封表面之間便有一個(gè)第二軸向間隙。利用上述第一間隙和第二間隙，封閉件70可由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)88(見圖2)驅(qū)動(dòng)，圍繞軸線72轉(zhuǎn)動(dòng)到相對于兩個(gè)支座54和52的橫向位置，而無需冒損傷密封墊的危險(xiǎn)。
注意，在圖4和圖5中，密封殼體40已直接與容器8連通。與密封部件26接合的長桿22的端部保證了密封殼體40相對于周圍環(huán)境的氣密性。為了限制殼體40暴露于容器8中常有的氣氛中，并且為了限制(例如在高爐的情況下)灰塵侵入殼體40中，最好在封閉件70處在上述相對于兩個(gè)支座52和54的橫向位置時(shí)將密封殼體40與容器8隔絕。為此，可以簡單地切斷對液壓缸62和64的供壓，以便借助于閉合彈簧66將支座54直接壓向支座52。但是，采取這一措施就必需分別設(shè)計(jì)出第一支座52的密封表面74′和第二支座54的密封表面76′，以使不僅保證兩支座壓在封閉件70的表面76和74時(shí)的氣密性，而且保證它們相互對壓時(shí)的氣密性。為了避免上述麻煩，并且同時(shí)為了限制第二支座54的過大的軸向移動(dòng)，設(shè)置了間隔件90，該零件90可以在封閉件70旋轉(zhuǎn)到第一支座52與第二支座54之間的橫向位置(見圖5)后自動(dòng)地實(shí)行軸向定位。
在切斷對液壓缸62和64的供壓后，閉合彈簧66使第二支座54、間隔件90和第一支座52以氣密方式保持互相壓緊。注意，在此情況下(見圖6所示)，間隔件90的密封墊以同樣的方式分別壓在第一支座52和第二支座54的密封表面74′和76′上，就像圖3所示的封閉件70密封墊所處的情況那樣。而且，在圖6中第二支座54準(zhǔn)確地處于與圖3中同樣的位置。在圖6所示的情況下，密封殼體40被插入長桿22用的氣密通道穿過，該通道沿長桿插入的方向，由套筒50、第一支座52、間隔件90、第二支座54和軸向脹縮件56所組成。
下面參看圖7來說明圖1至6所示的封閉部件的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。在圖7中，封閉部件28處在與圖6所示的同樣位置。注意，密封殼體40設(shè)有兩個(gè)對置的出入口100和102，通過該出入口可進(jìn)入密封殼體40的內(nèi)部，或者更準(zhǔn)確地說，進(jìn)入到當(dāng)封閉件70和間隔件90分別轉(zhuǎn)離與兩支座52和54軸向?qū)?zhǔn)的位置時(shí)所處的橫向位置。
在圖7中，可接近到封閉件70的出入口102敞開，而出入口100關(guān)閉。因此，注意，有可能容易地將采用例如螺釘固定到支架80上的封閉件70卸下，同時(shí)又保持其相對于容器8的氣密性。在該位置，也可能更換伸縮支架80中的間隔彈簧78。如果希望卸下間隔件90，就將封閉部件置于圖3所示的位置，而且將出入口100敞開。顯然，所有的密封墊可以或者由封閉件70支承，或者由間隔件90支承，而這些密封墊都可很容易卸去。那么，為了能夠更換這些密封墊，只要順序卸下封閉件70和間隔件90，并在現(xiàn)場進(jìn)行密封墊的更換就足夠了。這樣更換密封墊的好處就在于該操作可以在容器8處于高壓狀態(tài)下的時(shí)候進(jìn)行，更換封閉件70的密封墊甚至可以在不需要從容器8抽出長桿22的情況下進(jìn)行。
在附圖中所示裝置的另一特征是，有可能將含有閉合彈簧66的液壓缸62和62卸下而不會(huì)損失其相對于容器8的氣密性。為此，可將止動(dòng)器68做成軸向可調(diào)的，以便有可能分別地將第二支座54和間隔件90、以及封閉件70軸向壓緊第一支座52。在圖7中，止動(dòng)器68含有例如一個(gè)帶內(nèi)螺紋的套筒104，用螺釘將該套筒104固定在端板44上，螺桿106旋入該套筒104內(nèi)。上述螺桿106要設(shè)計(jì)成能夠在第二支座54分別將間隔件90和封閉件70壓在第一支座52上時(shí)頂在鐙形件58上。在該位置上，止動(dòng)器68代替了閉合彈簧66，并有可能卸下含有彈簧66的液壓缸62和/或64而沒有任何問題。在重新裝上液壓缸62和/或64后，螺桿106受到驅(qū)動(dòng)而進(jìn)入套筒104內(nèi)，以便限定第二支座朝著端板44的方向的最大行程。顯然，在圖中所示的裝置中，液壓缸62和64以及閉合彈簧66都設(shè)置在密封殼體40之外，這樣，這些重要零件就不會(huì)暴露在容器8中常有的氣氛中。
權(quán)利要求
1.裝在高壓容器(8)特別是高爐的一孔道(12)中用以軸向插入一根長桿(22)的裝置，該裝置包含一個(gè)用來在長桿(22)插入時(shí)保證其周圍的氣密性的密封部件(26)；一個(gè)位于上述容器(8)與上述密封部件(26)之間的密封殼體(40)，該殼體(40)具有軸向隔開的供長桿(22)穿過的第一和第二通孔(46，48)；一個(gè)置于上述密封殼體(40)內(nèi)部并以氣密方式與上述供長桿穿過的第一通孔(46)連接的第一支座；一個(gè)置于上述密封殼體(40)內(nèi)部并以氣密方式與上述供長桿穿過的第二通孔(48)連接的第二支座(54)，該第二支座(54)排列成與上述第一支座(52)軸向相對，并且可相對于上述第一支座作軸向移動(dòng)；一個(gè)裝在密封殼體(40)內(nèi)的封閉件(70)，該封閉件(70)可通過第一運(yùn)動(dòng)在軸向位置與橫向位置之間移動(dòng)，在軸向位置時(shí)，它處在上述第一支座(52)與第二支座(54)之間軸向?qū)?zhǔn)，在橫向位置時(shí)，它不與兩支座(52，54)的軸向?qū)?zhǔn)，并且，可通過第二運(yùn)動(dòng)，在上述第一支座(52)與第二支座(54)之間作軸向移動(dòng)；至少一個(gè)與上述封閉件(70)連接的間隔彈簧(78)，用來在上述封閉件(70)處于軸向位置時(shí)在上述第一支座(52)與上述封閉件(70)之間形成一個(gè)軸向間隙；至少一個(gè)與上述第二支座(54)連接的閉合彈簧(66)，以便使上述第二支座(54)向著上述第一支座(52)移動(dòng)，上述彈簧(66)的大小要使得當(dāng)上述封閉件(70)處于其軸向位置時(shí)，能夠克服間隔彈簧(78)的作用力將封閉件(70)推向上述第一支座(52)；至少一個(gè)與上述第二支座(54)連接的快速打開控制機(jī)構(gòu)(62、64)，該機(jī)構(gòu)的大小要使之在封閉件(70)處于其軸向位置時(shí)，能夠克服閉合彈簧(66)的作用力將上述第二支座(54)沿著與上述第一支座(52)相反的方向移動(dòng)到一個(gè)收縮位置，從而在上述第二支座(54)與上述封閉件(70)之間形成一個(gè)軸向間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，上述封閉件(70)可以圍繞與長桿(22)插入的中心軸線(12′)相交的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(72)轉(zhuǎn)動(dòng)，該封閉件(70)由兩旋轉(zhuǎn)表面(74，76)軸向限定，兩表面的旋轉(zhuǎn)軸線與上述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(72)相對應(yīng)，并且，當(dāng)上述封閉件(70)處于其軸向位置時(shí)，上述旋轉(zhuǎn)表面(74，76)面對著與上述第一支座(52)和上述第二支座(54)互補(bǔ)的密封表面(74′，76′)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，長桿(22)的橫截面中高度大于寬度，上述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(72)平行于該橫截面的高度，上述的旋轉(zhuǎn)表面(74，76)是圓柱形表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的裝置，該裝置含有一個(gè)與上述封閉件(70)大致相同的間隔件(90)，但該間隔件(90)具有一個(gè)供長桿(22)穿過的通孔(92)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，上述間隔件(90)裝在上述密封殼體(40)內(nèi)，以便通過第一運(yùn)動(dòng)使它在橫向位置與軸向位置之間移動(dòng)，當(dāng)處于橫向位置時(shí)，不與兩支座(52和54)軸向?qū)?zhǔn)，此時(shí)封閉件(70)位于軸向位置，當(dāng)間隔件(90)處于軸向位置時(shí)，它在上述第一和第二支座(52，54)之間軸向?qū)?zhǔn)，此時(shí)，封閉件(70)處于橫向位置，而且，上述間隔件可通過第二運(yùn)動(dòng)，在上述第一支座(52)與上述第二支座(54)之間作軸向移動(dòng)，上述間隔件(90)至少與一個(gè)間隔彈簧(96)連接，以便在它處于其軸向位置時(shí)可在上述第一支座(52)與上述間隔件(90)之間形成一軸向間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，上述封閉件(70)和間隔件(90)都配備有密封墊，該密封墊的安裝要使得當(dāng)上述封閉件(70)和間隔件(90)分別位于上述軸向位置時(shí)，能夠處于面對著上述第一支座(52)和上述第二支座(54)的互補(bǔ)的密封表面(74′，76′)的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，上述快速開啟控制機(jī)構(gòu)含有一個(gè)或多個(gè)液壓缸(62，64)，上述閉合彈簧(66)結(jié)合在液壓缸(62，64)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，上述液壓缸(62，64)安裝在上述密封殼體(40)之外面，并通過穿入上述密封殼體(40)的控制桿(60)與上述第二支座(54)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，它含有使上述第二支座(54)封鎖在一個(gè)密封位置的機(jī)械裝置，在該密封位置上，上述第二支座(54)或者密封地壓在上述封閉件(70)上，而封閉件本身又密封地壓在上述第一支座(52)上，或者第二支座(54)密封地壓在上述間隔件(90)上，而間隔件本身又密封地壓在上述第一支座(52)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，至少有一個(gè)限制上述第二支座(54)軸向退縮的軸向止動(dòng)器(68)，該止動(dòng)器(68)是可調(diào)的，以使限定上述第二支座(54)的上述退縮位置，并將上述第二支座(54)軸向封鎖在上述的密封位置。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，它還含有一個(gè)連接在上述第二支座(54)與上述長桿(22)穿過的第二通孔(48)之間的軸向脹縮件(56)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，上述封閉件(70)由兩個(gè)套筒式支架(80)支承。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，上述間隔彈簧(78)結(jié)合在上述套筒式支架(80)中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的裝置，其特征在于，上述第一支座(52)由一個(gè)長桿(22)穿過的通道式套筒(50)支承在上述密封殼體(40)內(nèi)，上述封閉件(70)的兩個(gè)套筒式支架(80)各配備一軸銷(82)，在上述密封殼體(40)與上述套筒(50)之間設(shè)有上述軸銷(82)的軸承(84和86)，以便限定上述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(72)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2-14中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，它還包括設(shè)置在上述密封殼體(40)側(cè)面的出入口(100，102)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，上述密封部件包含一個(gè)分成若干由肋條(36)軸向隔開的小室(34)的殼體(32)，和若干帶有通道的環(huán)件()38)，上述通道的橫截面與長桿(22)的橫截面相匹配，上述每個(gè)環(huán)件(38)裝在上述的一個(gè)小室(34)內(nèi)，以便能夠在各小室(34)內(nèi)作垂直于上述密封部件(26)的中心軸線(12′)的滑動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，至少有一個(gè)上述環(huán)件(38)支承至少一個(gè)壓在長桿(22)上的密封件。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，至少一個(gè)上述環(huán)件(38)支承一個(gè)可脹縮密封件。
全文摘要
一種裝在高壓容器特別是高爐的孔道中用來插入一根長桿的裝置，該裝置包含一個(gè)軸向密封部件、一個(gè)殼體、一個(gè)第一支座、一個(gè)可軸向移動(dòng)的第二支座和一個(gè)封閉件。該封閉件配備一間隔彈簧用來形成相對于第一支座的軸向間隙。閉合彈簧將第二支座壓在封閉件上，并將封閉件壓在第一支座上。快速開啟構(gòu)件例如液壓缸頂著閉合彈簧。最好，該裝置還含有一個(gè)與封閉件相同但帶有一個(gè)供長桿穿過的通孔的間隔件。
文檔編號(hào)C21B7/24GK1104774SQ94105528
公開日1995年7月5日 申請日期1994年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月27日
發(fā)明者埃米爾·羅納狄, 萊多米爾·安東諾夫, 吉奧瓦尼·西蒙蒂 申請人:保羅·沃思有限公司