Защитный экран для системы загрузки

ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН ДЛЯ СИСТЕМЫ ЗАГРУЗКИ В изобретении раскрыты экранирующее устройство и устройство (100) для распределения загружаемого материала в огражденном пространстве печи или реактора. Загрузочный желоб(104) для направления материала в огражденное пространство является подвижным относительно огражденного пространства на протяжении всей траектории распределения, а в корпусе (102) образовано отверстие (110), при этом отверстие принимает желоб, желоб (104) и корпус (102) образуют по меньшей мере один выпускной канал из огражденного пространства. Средство экранирования желоба содержит множество экранирующих элементов (106, 108), выполненных с возможностью блокировки выпускного канала таким образом, что в любой заданной точке в траектории желоба по меньшей мере один из указанных элементов перекрывает участок выпускного канала. Данное изобретение направлено на устройства для распределения загружаемого материала в огражденном пространстве и, в частности, на экранирование устройств для систем загрузки топки. Известны системы для загрузки огражденных пространств реакторов, таких как доменные топки. Известно, что во время загрузки подобных огражденных пространств необходимо распределение загружаемого материала равномерно или согласно выбранной схеме. С этой целью известны компоновки для загрузки, в которых материал направляется в доменную печь через подвижный лоток. Фиг. 1 иллюстрирует подобную ранее признанную систему, подвижный загружающий лоток, установленный в системе с карданным подвесом. Подвижный лоток предоставляет возможность равномерного распределения материала внутри огражденного пространства, например доменной топки или аналогичного реактора. Подобные системы загрузки необходимы для работы в чрезвычайно тяжелых окружающих условиях, например, с высокими концентрациями необычайно эрозионной пыли, постоянными высокими температурами и/или регулярными экстремальными колебаниями температуры. Суть подобной системы загрузки требует, что подвижные детали системы должны подвергаться воздействию данных условий. В случаях высокой рабочей температуры и регулярных быстрых повышений температуры деформация металлических конструкций становится очень проблематичной. Другие признанные ранее способы распределения, действующие различными путями в системе с карданным подвесом выше, основаны на традиционных покрытиях огнеупорного типа с попыткой минимизировать незащищенное машинное оборудование и системы продувки смазочного материала. Однако они могут быть неэффективными в отношении предотвращения выпуска тепла или пыли. Более того,так как они действуют иным образом, чем система с карданным подвесом, они не предоставляют преимущества простой, компактной и легко регулируемой системы распределения, которая обеспечивает равномерное распределение материала в огражденном пространстве. Представленное изобретение ставит целью решение данных проблем и предоставление усовершенствований известных устройств и способов. Поставленная цель решается за счет создания устройства для распределения загружаемого материала в огражденном пространстве печи или реактора, содержащего загрузочный желоб для направления материала в огражденное пространство, причем указанный желоб является подвижным по меньшей мере в двух направлениях относительно огражденного пространства на протяжении всей траектории распределения; корпус, образующий отверстие, размещающее желоб, причем желоб и корпус образуют по меньшей мере один выпускной канал из огражденного пространства; и средство экранирования желоба,причем средство экранирования желоба содержит множество экранирующих элементов, выполненных с возможностью блокировки выпускного канала таким образом, что в любой заданной точке в траектории желоба по меньшей мере один из указанных элементов перекрывает участок выпускного канала, при этом указанные элементы выполнены таким образом, что при движении желоба на протяжении всей траектории распределения наружные кромки элементов следуют за наружной линией экранируемого объема и указанные элементы выполнены таким образом, что указанный экранируемый объем является сферическим и граничит с внутренней кромкой отверстия в корпусе. Предпочтительно экранирующие элементы содержат экранирующие лопасти. Предпочтительно лопасти установлены на загрузочном желобе. Предпочтительно элементы являются гибкими. Предпочтительно одна лопасть из множества экранирующих элементов представляет собой круговое кольцо вокруг желоба. Предпочтительно лопасть выровнена с плоскостью, перпендикулярной оси желоба. Предпочтительно экранирующие элементы выполнены с возможностью минимизации расстояния между диаметром экранирующего элемента через желоб между наружными кромками элемента и диаметром отверстия. Предпочтительно устройство дополнительно содержит преграждающее средство для предотвращения выпуска между элементами экранирующего средства. Предпочтительно преграждающее средство содержит наполнение из керамической ваты, расположенное между элементами. Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство для подачи охлаждающего газа между элементами и корпусом, противодействующее выпуску из огражденного пространства. Также поставленная цель достигается за счет создания экранирующего устройства для системы загрузки огражденного пространства печи или реактора, при этом система содержит загрузочный желоб для направления материала в огражденное пространство, причем указанный желоб является подвижным по меньшей мере в двух направлениях относительно огражденного пространства на протяжении всей траектории распределения, а корпус образует отверстие, принимающее желоб, причем желоб и корпус образуют по меньшей мере один выпускной канал из огражденного пространства, при этом экранирующее устройство содержит множество экранирующих элементов, выполненных с возможностью блокировки выпускного канала системы загрузки таким образом, что в любой заданной точке в траектории желоба по меньшей мере один из указанных элементов перекрывает участок выпускного канала, при этом указанные элементы выполнены таким образом, что при движении желоба на протяжении всей тра-1 021955 ектории распределения наружные кромки элементов следуют за наружной линией экранируемого объема и при этом указанные элементы выполнены таким образом, что указанный экранируемый объем является сферическим и граничит с внутренней кромкой отверстия в корпусе. Далее изобретение будет описано в виде примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых: фиг. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую ранее признанную систему с подвижным желобом; фиг. 2-5 представляют собой схемы, иллюстрирующие подвижный желоб и экран согласно варианту осуществления изобретения. Фиг. 2 иллюстрирует сечение через устройство (100) для распределения загружаемого материала,такого как уголь, в огражденное пространство печи или реактора. Загружаемым материалом может быть любой подобный топливный материал или материал, принимающий участие или способствующий реакции или плавлению, которое должно происходить в огражденном пространстве. Огражденным пространством может быть любой тип топки реактора, такого как реактор шахтного типа или реактор металлургического агрегата, доменная печь, газогенератор плавильной печи или восстановительная шахта и т.п. Устройство (100) имеет желоб (104) для направления загружаемого материала в огражденное пространство. В данном варианте осуществления желоб имеет профиль с усеченным конусом с двумя секциями, при этом нижняя из двух имеет больший уклон и таким образом придает большее угловое изменение инерции движения загружаемого материала, падающего через желоб. В альтернативных вариантах осуществления желоб может быть с единственной секцией с иной формой, например прямосторонней,или с непрерывным изгибом, опять же придающим угловое изменение. Как показано на фиг. 3, желоб (104) может двигаться относительно огражденного пространства для того, чтобы направлять загружаемый материал в другую секцию огражденного пространства. Желоб может двигаться на протяжении всей траектории или пути, что может обеспечивать всеобъемлющее покрытие внутренней части огражденного пространства. Например, используя систему с карданным подвесом,такую как система, проиллюстрированная на фиг. 1 или которая описана в ЕР 1662009, кончик желоба может перемещаться в любую точку в пределах намеченного диапазона с круглой площадью, ограниченного наиболее дальним продолжением движения двух наклонных концентрических колец. Наклонное движение, показанное между фиг. 2 и 3, может таким образом повторяться в любом направлении вокруг желоба (104). Необходимо заметить, что чертежи опускают верхние части корпуса для ясности; участок отверстия 110 А, который выглядит открытым слева с предельным углом желоба, показанного на фиг. 3 и 5, на самом деле заблокирован частями верхнего корпуса, обозначенного, например, пунктирной линией 110B. Устройство содержит корпус (102) для желоба (104), внутри которого желоб имеет возможность двигаться. Корпус, который может быть установлен на печь или реактор, обеспечивает на нижнем конце отверстие (110), например круглое отверстие, как показано на фиг. 2-5, через которое выступает желоб(104), обеспечивая таким образом доступ для загружаемого материала через верхний корпус (не показан), через желоб (внутри отверстия) и в огражденное пространство. Вследствие этого, корпус (102) и желоб (104) образуют между собой выпускной канал (112) из огражденного пространства. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2 и 3, зазор между корпусом 102 (образующим круглое отверстие 110) и наружной поверхностью желоба 104 представляет собой выпускной канал, то есть канал, через который из огражденного пространства пыль и тепло могут выходить в корпус или агрегат выше. В данном варианте осуществления выпускным каналом вследствие этого является цилиндрический проход вокруг желоба, между желобом и корпусом. Устройство предоставляет средство (106, 108) экранирования желоба для предотвращения выпуска тепла или пыли. В данном варианте осуществления экран имеет множество экранирующих элементов(108), образованных в виде лопастей, установленных на экране (106), окружающем верхнюю часть желоба 104. Как можно видеть в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 4 и 5, сам экран (106) имеет профиль с усеченным конусом, охватывающий верхний участок желоба 104. Данный верхний участок желоба, имеющий экран, представляет собой такой участок желоба, который движется в пределах, и в корпус и из него в процессе движение желоба по траектории распределения, как можно видеть на фиг. 2-5. Данный экран 106 обеспечивает некоторую защиту корпуса, сужая выпускной канал 112 для защиты от выпуска тепла и пыли из огражденного пространства. Однако экран ограничен в той степени, что он все-таки должен обеспечивать полный диапазон движения желоба (104) на протяжении его траектории. Для того чтобы дополнительно сузить или заблокировать выпускной канал, экран 106 должен был бы иметь почти правильный сфероидный профиль для того, чтобы быть как можно ближе к внутренней кромке корпуса 102 в каждом положении желоба, допуская в то же время все-таки движение желоба в отверстие и из него (как на фиг. 3). Подобный экран был бы необычайно сложным и таким образом дорогим в изготовлении, и любая небольшая деформация экрана в тяжелых условиях печи или реактора вызывала бы снижение эффектив-2 021955 ности и, вероятно, повреждение себя и окружающих частей, требуя дорогого и длительного прекращения работы для ремонта. Экранирующее средство, вследствие этого, обеспечивает ряд экранирующих элементов, в данном варианте осуществления в виде лопастей (108), установленных на экране 106, при этом лопасти расположены таким образом, что в любой заданной точке в траектории желоба 104 по меньшей мере одна из лопастей перекрывает участок выпускного канала 112. Как показано на фиг. 2-5, лопасти 108 в данном варианте осуществления установлены на экране 106 и выступают наружу от экрана под углом приблизительно перпендикулярно оси желоба 104. Лопасти расположены параллельно с интервалами вдоль вертикального протяжения экрана и образованы в виде круговых колец вокруг экрана. В нейтральном положении, показанном на фиг. 2 (с желобом, указывающим прямо вниз), кольца лопастей выровнены с плоскостями, перпендикулярными оси желоба. Как можно видеть на фиг. 2, в данном нейтральном положении имеется по меньшей мере одна лопасть, блокирующая выпускной канал 112; по меньшей мере одна из кольцевых лопастей перекрывает расстояние между желобом и корпусом. В данном положении одна лопасть может обеспечивать полное блокирующее действие, поскольку кольцо лопасти выровнено с кольцевым отверстием корпуса, блокируя таким образом цилиндрический выпускной канал. Фактически, в данном положении несколько лопастей могут обеспечивать одинаковое или аналогичное блокирующее действие. По мере перемещения желоба, например, в такое положение, которое показано на фиг. 3, наружные кромки лопастей следуют сфероидному профилю, двигаясь по внутренним кромкам корпуса 102 таким образом, что в каждом положении всегда имеется по меньшей мере одна лопасть, блокирующая выпускной канал. Например, на фиг. 3 самые нижние наборы лопастей с левой стороны желоба (сторона, двигающаяся вверх в отверстие за счет колебания влево) обеспечивают блокирующее действие, двигаясь вдоль или вплотную к корпусу 102. Верхние лопасти слева на фиг. 3 теперь находятся внутри корпуса и на удалении от внутренней кромки отверстия 110 в корпусе. Можно видеть, что когда желоб 104 находится под углом (в противоположность нейтральному положению на фиг. 2), с одной стороны большая часть верхнего экрана открывается в огражденное пространство, и более верхние лопасти обеспечивают блокирующее действие; с другой стороны открыта нижняя часть и блокирующее действие обеспечивают нижние лопасти. Между двумя данными сторонами блокирующее действие обеспечивают либо эти и/или промежуточные лопасти. Данная конфигурация имеет преимущество в том, что какая-либо деформация лопастей не должна приводить к возникновению препятствия для системы экран/желоб в процессе движения. Это происходит потому, что маловероятно, что какое-либо искривление лопастей будет приводить к выступанию лопасти за пределы сфероидного профиля, который следует внутренним кромкам корпуса 102. Это, в свою очередь, частично происходит вследствие того, что лопасти имеют как можно меньшую площадь поверхности, следующую за данной дугой или профилем; только кончик каждой лопасти приближается вплотную, контактируя с корпусом. Это происходит также вследствие того, что лопасти являются, по существу, перпендикулярными воображаемой линии сфероидной траектории. В отличие от этого, абсолютно сферический экран, который описан выше, вероятно деформировался бы таким образом, что вызывал бы изгибание материала, который выступал бы за пределы данного воображаемого сфероидного пути. Частично, это происходило бы вследствие того, что экран эффективно имеет площадь всей своей поверхности вдоль сфероидного пути. Одной целью устройства согласно данному варианту осуществления является минимизация зазора между каждым экранирующим элементом и отверстием в корпусе. Это достигается за счет прокладывания траектории распределения со сфероидальной формой, устанавливая ее как можно ближе внутри отверстия корпуса (цилиндрический выпускной канал), и за счет подбора размера и размещения лопастей на экранирующем средстве таким образом, чтобы образовать данный сфероид подогнанным внутри отверстия. Как правило, просвет между кончиками лопастей и корпусом может быть первоначально выставлен между 10 и 15 мм. Экранирующие элементы также могут быть из достаточно гибкого материала, который, если отдельный элемент контактирует с корпусом 102, вместо того, чтобы препятствовать желобу, элемент будет изгибаться или поворачиваться на своем креплении на экране, чтобы обеспечить возможность прохода данного участка экранирующего средства, минующего корпус. Это допускает какие угодно отличия в допуске при изготовлении или какую угодно деформацию в системе, вызываемую теплом, предоставляя возможность свободного перемещения желоба, несмотря на какие-либо дефекты и помогая обеспечивать, чтобы потребности в техническом обслуживании были сведены к минимуму. Материал может относиться к иной марке металла по сравнению с экраном или композитным материалом. Экранирующие элементы могут быть любого типа, обеспечивающего описанные преимущества; например, вместо набора единичных кольцевых лопастей, элементы могут быть образованы из складки из колец вдоль вертикального протяжения экрана 106, при этом наружные кромки складок образуют лопасти. Элементы также могут быть образованы из последовательности ребер в целом с полукруглым сечением, вдоль вертикального протяжения экрана. Может быть изменено формирование самих элементов, например, вместо последовательности кру-3 021955 говых колец лопастей может быть использована единственная спиральная лопасть. Экран (106) также может быть заменен, например, рифленым волнистым или ребристым листом, предоставляя экран и экранирующие элементы/лопасти в виде одной части материала. Конечно, для этого лист должен был бы быть прикреплен к желобу. В специальном варианте осуществления лопасти 108 могут быть установлены под иными углами,чем углы, показанные на фиг. 2-5. Например, вместо кольцевых лопастей, являющихся, по существу,параллельными плоскости, лопасти могут быть установлены с более радиальным расхождением от экрана, причем соответственные углы сохраняют сферический профиль, которому должны следовать кромки лопастей. Таким образом, некоторые лопасти будут иметь более юбкообразный профиль, чем плоская лопасть, по существу, в единственной плоскости. С таким формированием каждая лопасть может быть установлена строго перпендикулярно конкретному участку средства экранирования желоба, на котором установлена лопасть. В альтернативном варианте осуществления экранирующие элементы могут быть установлены на корпусе вместо самого желоба. Элементы, по существу, будут следовать той же самой конфигурации, но будут немного больше по общему диаметру и иметь наружную кромку, установленную на корпусе, а не внутреннюю кромку, установленную на желобе. Данный вариант осуществления будет предоставлять такие же преимущества деформации элемента, не приводя к задерживанию желоба. Экранирующая система может быть также хорошо применима для систем с более ограниченным распределением. Например, с желобом, ограниченным для поворотного движения только в одной плоскости (например, только с диапазоном движений, показанных на фиг. 2 и 3, в одной плоскости), лопасти экрана могут быть установлены с каждой стороны желоба, а не в виде полных колец или юбок. Тем не менее лопасти будут блокировать любой выпускной канал с каждой стороны желоба, так как желоб движется по простой дуговой траектории. Экран и экранирующие элементы могут быть образованы из любого соответствующего материала,такого как металл или композит. Материал может быть выбран так, чтобы обеспечить элементам определенную степень гибкости, как описано выше. Экран 106 может также включать вертикальные ребра (не показаны) для того, чтобы дополнительно блокировать всякий выпуск из огражденного пространства. Например, когда в специальном варианте осуществления желоб 104 находится под углом, лопасти (108) также будут расположены под углом, и некоторое количество тепла или пыли может быть допущено вдоль обратной стороны лопасти и вверх в направлении верхнего корпуса, чему теперь обеспечивается блокирующее действие. Расположенное вертикально ребро, соединяя лопасти, вследствие этого предотвращает данный выпуск. Для того чтобы дополнительно защитить верхний корпус, на экране 106 может быть расположен жаростойкий герметизирующий материал (не показан) с размещением между или в дополнение к элементам экрана 108. Данное жаростойкое наполнение может быть любого известного типа, такого как керамическая вата. В варианте осуществления наполнение закрывает всякий дополнительный зазор между лопастями, который может позволить выпуск тепла или пыли в верхний корпус, в то же время всетаки являясь достаточно гибким, чтобы обеспечить возможность изгибания лопастей, если необходимо. Наполнение может быть использовано в сочетании с вертикальными ребрами, описанными выше, или вместо них. Для дополнительной защиты от тепла или пыли, азотная система охлаждения (не показана), использующая эффект "завесы" экрана 106 и подвижных частей, обеспечивает охлаждение, удаляет пыль и сохраняет положительное давление охлажденного газа в корпусе. Экранирующая система, описанная выше, может быть модернизирована, например, с желобом, уже используемым в печи или в реакторе. В данном варианте осуществления экран 106 с лопастями 108 будет установлен на желобе. В случае, если экран 106 уже имеется, лопасти 108 могут быть просто установлены на экране 106. Квалифицированные специалисты в данной области должны принимать во внимание, что изобретение было описано исключительно в качестве примера и что может быть принято множество альтернативных подходов без выхода за пределы объема правовых притязаний изобретения, который ограничен приложенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для распределения загружаемого материала в огражденном пространстве печи или реактора, содержащее загрузочный желоб для направления материала в огражденное пространство, причем указанный желоб является подвижным по меньшей мере в двух направлениях относительно огражденного пространства на протяжении всей траектории распределения; корпус, образующий отверстие, размещающее желоб, причем желоб и корпус образуют по меньшей мере один выпускной канал из огражденного пространства; средство экранирования желоба,причем средство экранирования желоба содержит множество экранирующих элементов, выполненных с возможностью блокировки выпускного канала таким образом, что в любой заданной точке в траектории желоба по меньшей мере один из указанных элементов перекрывает участок выпускного канала,при этом указанные элементы выполнены таким образом, что при движении желоба на протяжении всей траектории распределения наружные кромки элементов следуют за наружной линией экранируемого объема,при этом указанные элементы выполнены таким образом, что указанный экранируемый объем является сферическим и граничит с внутренней кромкой отверстия в корпусе. 2. Устройство по п.1, в котором экранирующие элементы содержат экранирующие лопасти. 3. Устройство по п.2, в котором лопасти установлены на загрузочном желобе. 4. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором элементы являются гибкими. 5. Устройство по любому из пп.2-4, в котором одна лопасть из множества экранирующих элементов представляет собой круговое кольцо вокруг желоба. 6. Устройство по п.5, в котором лопасть выровнена с плоскостью, перпендикулярной оси желоба. 7. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором экранирующие элементы выполнены с возможностью минимизации расстояния между диаметром экранирующего элемента через желоб между наружными кромками элемента и диаметром отверстия. 8. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащее преграждающее средство для предотвращения выпуска между элементами экранирующего средства. 9. Устройство по п.8, в котором преграждающее средство содержит наполнение из керамической ваты, расположенное между элементами. 10. Устройство по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащее средство для подачи охлаждающего газа между элементами и корпусом, противодействующее выпуску из огражденного пространства. 11. Экранирующее устройство для системы загрузки огражденного пространства печи или реактора, при этом система содержит загрузочный желоб для направления материала в огражденное пространство, причем указанный желоб является подвижным по меньшей мере в двух направлениях относительно огражденного пространства на протяжении всей траектории распределения, а корпус образует отверстие,принимающее желоб, причем желоб и корпус образуют по меньшей мере один выпускной канал из огражденного пространства,при этом экранирующее устройство содержит множество экранирующих элементов, выполненных с возможностью блокировки выпускного канала системы загрузки таким образом, что в любой заданной точке в траектории желоба по меньшей мере один из указанных элементов перекрывает участок выпускного канала,при этом указанные элементы выполнены таким образом, что при движении желоба на протяжении всей траектории распределения наружные кромки элементов следуют за наружной линией экранируемого объема,при этом указанные элементы выполнены таким образом, что указанный экранируемый объем является сферическим и граничит с внутренней кромкой отверстия в корпусе.