多床炉(MHF)至今已经使用了大约一个世纪来用于多种类型 材料的加热或焙烧。它们包括以一个位于另一个之上而布置的多个 炉床室。这些炉床室的每一个均包括圆形炉床，该圆形炉床内具有 交替设置的一中心落料孔或具有多个周边落料孔。立式旋转炉身 (shaft)从中心延伸穿过所有这些叠置的炉床室并在每一炉床室中 具有耙柄固定节点。耙柄以悬臂方式连接于这种耙固定节点(通常， 每一炉床室中具有两个至四个耙柄)。每一耙柄包括向下延伸入炉 床上的材料中的多个耙齿。当立式旋转炉身转动时，耙柄在炉床中 用其耙齿将炉床上的物料或者朝向中心落料孔或者朝向周边落料 孔翻刨(plough)。从而，装入到最上层炉床室中的物料由于受多个 连续炉床上方的转动耙柄交替从周边朝向中心(在具有中心落料孔 的炉床上)以及从中心朝向周边(在具有周边落料孔的炉床上)的 推动而向下缓慢移动穿过所有这些连续炉床室。在到达最底层炉床 室中后，经焙烧或加热后的物料通过炉排放口离开MHF。
在MHF中，立式旋转炉身以及耙柄是由冷却流体冷却的管状 结构，该冷却气体通常是诸如大气的气态冷却流体(为了简便起见， 在下文中将该气态冷却流体称作“冷却气体”，即使其可能是多种气 体的混合物)。立式旋转炉身包括用于向耙柄供应冷却气体的冷却 气体分配通道。冷却气体从该冷却气体分配通道穿过耙柄与耙柄固 定节点之间的连接进入耙柄的管状结构。由于耙柄的冷却系统通常 是一个封闭系统，因而从耙柄返回的冷却气体必须穿过耙柄与耙柄 固定节点之间的连接进入立式旋转炉身中的排气通道。
悬臂式耙柄和立式旋转炉身之间的连接必须满足至少下列要 求。该连接必须足够牢固以便不仅支撑柄的重量还承受在耙齿翻刨 (plough)炉床上的物料时所产生的相当大的扭矩和剪切力。该连 接在MHF的操作温度(即高达1000℃的温度)下以及当耙柄承受 振动时必须可靠。该连接必须能够在合理的压力损失下并且在炉床 室中以及在冷却气体的供应流与返回流之间没有冷却气体泄漏的 前提下将冷却气体从立式旋转炉身导向耙柄，且反之亦然。最后但 并非最不重要的，优选地在不必使MHF完全冷却的前提下，该连 接应当允许对耙柄的容易的更换。
在过去的几百年中，已经描述了悬臂式耙柄与立式旋转炉身之 间的多种不同连接。例如：
US 1,164,130和US 1,468,216两个文件描述了一种MHF，其 中，耙柄设置有管状耦接端，该管状耦接端配合于设置在立式旋转 炉身中的插口内。耙柄的管状耦接端基本上是一个圆柱体但是其可 以略微呈锥形。为确保耙柄处于适当的位置中，其管状耦接端设置 有锁定突出部，该锁定突出部适合于穿过设置在插口入口处的缘中 的狭槽并接合设置在插口内壁上的锁定台肩或凸轮表面的内边缘。 将耙柄的管状耦接端引入插口中，然后旋转90°以接合锁定台肩后 面的锁定突出部并将耙柄的管状耦接端曳入插口中。在插口的内壁 上设置有制动台肩以防止当这些零件已经进入适当位置时耙柄的 进一步旋转运动。这种现有技术锁定系统在MHF的操作中可能容 易松动。此外，将耙柄旋转90°以使其固定在插口内在炉床室中并 不是容易的操作。
FR 620.316描述了一种MHF，其中，耙柄设置有管状柱形耦 接端，该管状柱形耦接端配合于设置在立式旋转炉身的耙柄固定节 点中的柱形插口内。弯曲拉杆在耙柄的整个长度上延伸穿过耙柄中 的两个交叠通道之一。从耙柄的管状柱形耦接端离心伸出的拉杆的 端部支撑鸠尾头以接合耙柄固定节点的内壁中的鸠尾槽。拉杆的端 部从耙柄的前端轴向伸出并支撑其上拧有螺母的螺纹。拧紧该螺母 使得将柄的管状柱形耦接端压入耙柄固定节点中的其柱形插口中。 明显地，将拉杆的鸠尾头接合到耙柄固定节点中的鸠尾槽内并不是 很容易。
US 1,687,935描述了一种MHF，其中耙柄设置有管状锥形耦接 端，该管状锥形耦接端接合炉身上的适配构件。管状锥形耦接端上 具有两个间隔的凸柱形轴承部分。位于管状锥形耦接端的前端处的 较小凸柱形轴承部分接合适配构件内部的管的柱形耦接衬套。位于 管状锥形耦接端的后端处的较大凸柱形轴承部分接合适配构件入 口处的柱形耦接衬套。使用径向定位销将耙柄的管状圆锥耦接端固 定在适配构件内。这种耙柄锁定系统在耙柄经受振动时可能容易松 动。此外，可容易地想象，在不进入MHF的前提下，安装或拆除 定位销并不很容易。最后但并非最不重要的，如US 1,687,935中描 述的适配构件非常可能由于太庞大而无法结合在正常尺寸的立式 旋转炉身中。
US 3,419,254描述了一种MHF，其中用于悬臂式耙柄的固定系 统类似于US 1,687,935中描述的系统。耙柄设置有管状锥形耦接端， 该管状锥形耦接端接合炉身上的开口。管状锥形耦接端上具有两个 间隔的凸柱形轴承部分。位于管状锥形耦接端的前端处的较小凸柱 形轴承部分接合立式旋转炉身的内部管状构件中的开口。位于管状 锥形耦接端的后端处的较大凸柱形轴承部分接合围绕炉身的外部 管状构件内的开口的柱形耦接表面。使用径向定位销确保炉身内的 耙柄的管状锥形耦接。这种耙柄锁定系统在耙柄经受振动时可能会 松动。此外，可以例如容易地想象，在不进入MHF的前提下，安 装或拆除定位销并不很容易。最后但并非不重要的，将用于管状锥 形耦接端的柱形轴承开口直接结合到立式旋转炉身的内部和外部 管状构件中必须对该内部和外部管状构件进行相当大的局部加强， 此外还引起气密性方面的问题。
US 1,732,844描述了一种MHF，其中耙柄设置有管状耦接端， 该管状耦接端配合于设置在大直径立式旋转炉身中的插口内。围绕 插口的入口设置有凹锥形座表面，而在耙柄的管状耦接端上通过台 肩形成有凹锥形反座表面。管状耦接端借助于棘爪固定在其插口 中，该棘爪可从该炉身的内部操作并且接合形成在耙柄的管状耦接 端上的台肩。明显地，这种耙柄连接系统仅可能用于允许从立式旋 转炉身的内部固定耙柄的具有大直径立式旋转炉身的MHF。
DE 350646描述了一种MHF，其被设计为与作为冷却流体的空 气和水一起使用。耙柄设置有管状耦接端，该管状耦接端适配于大 直径立式旋转炉身的连接箱中。该连接箱包括被第一凹锥形座表面 围绕的入口以及其中具有第二开口的内部间隔壁。入口使得能够接 近第一连接室，而内部间隔壁中的开口使得能够接近通过内部间隔 壁与该第一连接室间隔开的第二连接室。耙柄的管状耦接端具有台 肩，该台肩形成放置在围绕连接箱的入口的第一凹锥形座表面上的 凸锥形反座表面。管状耦接的锥形延伸部分以密封的方式延伸穿过 第二开口进入第二连接室。管状耦接的锥形延伸部分支撑以密封方 式延伸入炉身内部的螺杆，其中该螺杆借助于螺母来固定。明显地， 这种耙连接系统仅可能用于具有大直径立式旋转炉身的MHF，该 大直径立式旋转炉身用于将较大的连接箱结合在其中并允许从立 式旋转炉身的内部来固定耙柄。
DE 263939描述了一种固定于立式旋转中空炉身的耙柄。该耙 柄包括铸铁的管状结构，该管状结构被设计为使冷却气体通过其循 环。耙柄的圆柱形管状耦接端被容纳在布置于立式旋转中空炉身中 的圆柱形插口中。该耦接端的台肩表面搁置在立式炉身上的围绕插 口的座表面上。密封环布置在耦接端的台肩表面与立式炉身上的座 表面之间。从耙柄的耦接端延伸至耙柄前端的夹紧螺栓被设置成用 于通过耦接端将耙柄固定于插口中。该夹紧螺栓从耙柄的耦接端伸 出，其具有螺栓头，通过夹紧螺栓围绕其中心轴线的旋转，该螺栓 头与柄固定节点上的接合面进行挂钩接合以及脱离该挂钩接合。在 耙柄的前端处，螺纹衬套拧紧在夹紧螺栓的螺纹端上以用于在夹紧 螺栓上施加夹紧力。在替换解决方案中螺栓头被设计为螺母。应该 注意的是，DE 263939中描述的耙柄固定装置具有很多缺点。耙柄 的轻微机械变形或过热确实已经会使得延伸穿过耙柄的夹紧螺栓 变形、损坏或者甚至是断裂。还应特别注意的是，例如由耙柄的过 热而导致夹紧螺栓的小塑性延伸也会使得夹紧力减小到零。最后但 并非最不重要的，一旦其夹紧螺栓仅略微变形，就将非常难以拆卸 耙柄。
在现代的MHF中，耙柄大多通常包括连接分支，该连接分支 具有用于将耙柄连接至其上的环凸缘。该耙柄包括位于其后端处的 管状耦接本体，该管状耦接本体具有用螺栓固定在连接分支的环凸 缘上的反环凸缘。这种凸缘连接保证高机械阻力(即使在MHF的 高操作温度下)，并且在耙柄经受振动时几乎不会松动。然而，更 换具有凸缘连接的耙柄使得工作人员必须深入炉床室中以便分离 或更新耙柄与连接分支之间的凸缘连接。这当然要求在更换耙柄之 前首先使MHF变凉。

本发明的第一目的在于提供一种MHF，该MHF具有将耙柄连 接于立式旋转炉身的紧凑系统，该紧凑系统保证将耙柄可靠地固定 于旋转炉身，但是仍然可以容易地对其进行更换，并且其中相对于 耙柄的机械变形和过热，耙柄固定装置较好地受到保护。
本发明提出一种多床炉，该多床炉包括具有至少一个耙柄的立 式旋转中空炉身。该至少一个耙柄包括用于使冷却流体循环穿过其 中的管状结构以及容纳在布置于立式旋转中空炉身的耙柄固定节 点中的插口中的耦接端。该耦接端包括位于其中的至少一条冷却流 体供应通道和至少一条冷却流体返回通道。提供了固定装置以用于 通过其耦接端将耙柄固定于插口中。该固定装置包括用于将插头本 体压入插口中的夹紧螺栓。该夹紧螺栓从耙柄的耦接端伸出，其具 有螺栓头，通过夹紧螺栓围绕其中心轴线的旋转，螺栓头与柄固定 节点上的接合面进行挂钩接合以及脱离该挂钩接合。螺纹衬套拧紧 在夹紧螺栓的螺纹端上以用于在夹紧螺栓上施加夹紧力。根据本发 明的一个方面，耦接端由实心插头本体形成，该插头本体连接于耙 柄的管状结构且具有前端和后端。通孔从前端轴向地延伸到后端， 其中所述至少一条冷却流体供应通道和所述至少一条冷却流体返 回通道布置在通孔周围的插头本体中。根据本发明的另一个方面， 夹紧螺栓可转动地装配于通孔中，并且其螺纹端在插头本体的后端 处从通孔伸出。拧紧在夹紧螺栓的螺纹端上的螺纹衬套支承在插头 本体后端处的接合面上以用于在夹紧螺栓上施加夹紧力。
可容易地理解的是，与现有技术的装置相比，具有集成的夹紧 螺栓的实心插头本体(可通过围绕其中心轴线的简单旋转而进入和 脱离夹紧位置)是用于将耙柄连接于立式旋转炉身的一种非常紧凑 且简单的系统，该系统保证将耙柄可靠地固定于旋转炉身，但是仍 然可以对其进行简单地更换。而且，当耙柄略微变形或过热时，较 短的夹紧螺栓(其在冷却的实心插头本体的通孔中得到良好保护并 且通过螺纹衬套将其夹紧力直接传输到插头本体上)几乎不受影 响。因此，应该注意到，本发明的耙柄固定装置没有显示出与上述 针对DE 263939中所描述的耙柄固定装置相同的缺点。
螺栓头的一个优选实施例具有例如在杆的每一侧上限定台肩 面的锤头形状，其中锤头将两个台肩面挤靠在耙柄固定节点上的接 合面上。然而，螺栓头当然也可以具有仅限定一个台肩面的简单的 钩形式。其还可以具有更加复杂的形式，只要仍然能够通过夹紧螺 栓围绕其中心轴线的旋转而与耙柄固定节点上的接合表面形成挂 钩接合以及脱离该挂钩接合即可。
为了容易地拧紧或松开挤靠在插头本体后侧处的接合面上的 螺纹衬套，并且为了容易地检查是否例如不存在松动，该固定装置 进一步包括致动管，该致动管第一端固定于螺纹衬套并延伸穿过整 个耙柄直至该耙柄的自由端，其中，该致动管的第二端支撑耦接头， 该耦接头用于将其接至用于将扭矩经由致动管传递至螺纹衬套的 致动键。替换地，用于将其耦接至致动键的耦接头可直接固定于螺 纹衬套，即无需永久性地固定于螺纹衬套的致动管。然而该替换解 决方案使得将致动键耦接至衬套以及检查螺纹衬头是否充分拧紧 更加困难。
夹紧螺栓有利地连接于延伸穿过整个耙柄直至该耙柄自由端 的定位管。该定位管使得能够容易地定位夹紧螺母，以便当在螺纹 衬套上施加扭矩时将该夹紧螺母保持在适当位置中，以及以便能够 检查螺栓头的角位置。定位管有利地与致动管同轴并且可旋转地支 撑在该致动管中，即，该定位管不占据耙柄的管状结构内的其它空 间。
耙柄的管状结构通常包括柄支撑管，其中插头本体被连接至柄 支撑管的一端并且其另一端由端罩封闭。然后致动管轴向延伸穿过 柄支撑管并且其自由端以密封的方式可旋转地支撑在端罩的通孔 中。这种布置例如使得能够在不存在气体通过柄的前端泄漏的前提 下直观地检查致动和定位管的耦接头的位置。
取代如所有现有技术耙柄中那样具有管状耦接端，该耙柄有利 地具有这样的插头本体，该插头本体有利地是固定于耙柄的管状结 构的铸造本体，其中，其中配合有柱形杆部分的孔以及至少一条冷 却流体供应通道和至少一条冷却流体返回通道被设置为位于所述 实心铸造本体中的孔(包括直通孔和复合孔)。应该理解的是，能 够在无需复杂铸模的前提下制造的这种插头本体是用于将耙柄连 接于立式旋转炉身的一种特别紧凑、牢固且可靠的连接装置。
在MHF的优选实施例中，插口中具有定位于其底面附近中的 第一或内部凹锥形座面以及较靠近插口的入口而定位的凹柱形导 向面，并且插头本体上具有分别与插口中的所述凹锥形座面和所述 凹柱形导向面相结合的第一凸锥形反座表面以及凸柱形导向面。更 具体地，这些柱形导向面彼此相结合，用于将耙柄的插头本体引导 入这样的一个位置或从该位置引导出，在该位置处插头本体使其第 一凸锥形反座表面搁置于第一凹锥形座表面。应该理解的是，通过 这两个柱形导向面而提供的轴向引导显著降低了在最终耦接操作 期间损坏插头本体或插口的风险。当插头本体位于其插口中时，其 第一凸锥形反座表面与第一凹锥形座表面相结合，以在插口底部附 近在插头本体与插口之间提供第一密封作用。该第一密封作用例如 使得能够在插头本体的前端中提供冷却气体连接。
插口中有利地具有第二或外部凹锥形座表面，凹柱形导向面设 置在第一凹锥形座表面与第二凹锥形座表面之间。插头本体上具有 第二凸锥形反座表面，凸柱形导向面设置在第一凸锥形反座表面与 第二凸锥形反座表面之间。在将插头本体引入到插口中期间，外部 凹锥形座表面首先将插头本体引导成与圆柱导向面轴向对齐。当插 头本体位于其插口中时，其第二凸锥形反座表面与第二凹锥形座表 面相结合，以在插口入口附近在插头本体与插口之间提供第二密封 作用。该第二密封作用例如使得能够在柱形导向面中提供冷却密封 气体连接。
因此，通过在前段落中所描述的构造，至少一条冷却气体通道 被有利地布置在具有位于凹柱形导向面中的开口的耙柄固定节点 中；而至少一条冷却气体通道被有利地布置在耙柄的具有位于凸柱 形导向面中的开口的插头本体中，其中当插头本体被固定于其在插 口中的座位上时，这些开口交叠在一起。
耙柄固定节点有利地包括由耐热钢制成的环状铸造本体，插口 被径向布置在环状铸造本体中。应该理解的是，这种耙柄固定节点 是用于将该耙柄连接于立式旋转炉身的一种特别紧凑、牢固且可靠 的连接装置。
炉身有利地包括由在前段落中所述的耙柄固定节点以及由设 置为多个耙柄固定节点之间的结构载荷承载构件组成的支撑结构。 这些耙柄固定节点和中间支撑管优选地通过焊接而组装。应该理解 的是，可使用标准件以相对较低的成本而容易地制造这种炉身。然 而，却提供了对这些炉床室中的温度和腐蚀剂具有很好的抵抗性的 牢固且长期耐久的支撑结构。
在两个邻近炉床室之间延伸的炉身的至少一段包括：中间支撑 管，固定在两个柄固定节点之间以形成外壳；中间气体导向套，布 置在中间支撑管内，以便在两者之间界定出环形总冷却气体供应通 道；以及内部气体导向套，布置在中间支撑管内，以便在两者之间 界定出环形总冷却气体分配通道，该内部气体导向套进一步限定中 间排气通道的外壁。具有用于冷却气体的三个同心通路的这种炉身 段保证对炉身段外壁，即载荷轴承中间支撑管的良好冷却。该载荷 轴承中间支撑管实际上形成总冷却气体供应通道的外壁，整个冷却 气体供应流在其被分配到耙柄上时流经该载荷轴承中间支撑管。
柄固定节点有利地包括环状铸造本体，该环状铸造本体包括： 至少一个插口，用于将该耙柄的插头本体容纳于其中；中心通路， 形成用于该耙柄固定节点内的冷却气体的中心排气通道；第一次级 通路，布置在铸造本体的第一环段中，以便提供用于流经该环形总 冷却气体分配通道的冷却气体的气体通路；第二次级通路，布置在 该铸造本体的第二环段中，以便提供用于流经该环形总冷却气体供 应通道的冷却气体的气体通路；第一通道装置，布置在铸造本体中， 以便使环形总冷却气体供应通道与该至少一个插口内的气体出口 互相连接；以及第二通道装置，布置在铸造本体中，以便使至少一 个插口内的气体入口与中心通路互相连接。该第一通道装置有利地 包括从该第二环段延伸穿过环状铸造本体到达界定该插口的一侧 面中的至少一个斜孔。该第二通道装置有利地包括位于该插口的轴 向延伸部分中的通孔。柄固定节点的该实施例通过非常紧凑且节省 成本的设计将该炉身中的低压降冷却气体分布与该炉身上的耙柄 的紧密固定结合在一起。借助于其集成的气体通路，这十分有助于 这样的事实，即可使用非常少量的标准件来制造其中包括三条同轴 冷却通道的该立式旋转炉身。此外，本质上还有助于保证对这些炉 床室中的温度和腐蚀剂具有很好的抵抗性的一种牢固且长期耐久 的炉身支撑结构。
在耙的一个优选的设计中，耙柄的管状结构有利地包括：柄支 撑管，连接于插头本体；以及气体导向管，布置在柄支撑管内部并 与该柄支撑管配合以在它们之间限定用于将来自该炉身的冷却气 体导向该耙柄的自由端的小环形间隙，其中该气体导向管的内部段 形成用于该冷却气体的返回通道。在柄支撑管上有利地布置有微孔 绝热层；并且金属保护套覆盖该微孔绝热层。在该配置中，有利地 将金属耙齿直接焊接于金属保护套，其中随后在柄支撑管与金属保 护套之间布置有抗转装置。
附图说明
通过以下参考附图对优选但并非限制性的实施例的详细描述， 本发明的进一步细节和优点将变得显而易见，附图中：
图1是根据本发明的多床炉的具有局部剖视的三维视图，
图2是示出穿过旋转中空炉身和耙柄的冷却气体流的示意图；
图3是以三维图绘出的穿过旋转中空炉身的部分；
图4是其上固定有四个耙柄的耙柄固定节点的三维视图；
图5是穿过耙柄固定节点中的插口(socket)的第一部分(该 部分以三维图绘出)，其中耙柄的插头(plug)本体容纳于该插口中；
图6是穿过耙柄固定节点中的插口的第二部分(该部分以三维 图绘出)，其中耙柄的插头本体容纳于该插口中；
图7是穿过耙柄自由端的部分(该部分以三维图绘出)。

图1示出了多炉床或焙烧炉10。由于这种多床炉(MHF)10 的结构和操作两者都是本领域中所公知的，因此下文中仅对它们对 于文中所要求保护的本发明的说明而言相关之处进行描述。
如图1所示的MHF总体上是包括以一个位于另一个之上而布 置的多个炉床室12的炉。图1所示的MHF例如包括编号为121、 122......128的八个炉床室。每一炉床室12包括基本呈圆形的炉床 14(参见例如141、142)。这些炉床14交替具有或者沿其外周边(诸 如炉床142)的多个周边落料孔16，或者中心落料孔18(诸如炉床 141)。
参考标号20表示与炉10的中心轴21同轴布置的立式旋转炉 身。该炉身20穿过所有炉床室12，其中没有中心落料孔18的炉床 (诸如图1中的炉床142)具有中心炉身通路开口22，以使得炉身 20能够自由从中穿过伸。在具有中心落料孔18的炉床(诸如例如 图1中的炉床141)中，炉身20延伸穿过该中心落料孔18。关于这 点应该注意的是，中心落料孔18具有比炉身20大得多的直径，因 而中心落料孔18实际上是围绕炉身20的一圆形开口。
炉身20的两端包括具有可旋转地支撑于轴承(图1中未示出) 中的轴颈的炉身端。炉身20围绕其中心轴线21的旋转借助于旋转 驱动单元(图1中未示出)来实现。由于用于炉身20的这种旋转 驱动单元以及轴承是本领域中所公知的并且对文中要求保护的本 发明的理解而言并不相关，所以下面对其不作更详细的描述。
图1还示出了在炉床室122中固定于炉身20上的耙柄固定节点 28的耙柄26。在每一个炉床室12中基本上都布置有这样的一个柄 固定节点28，其中该柄固定节点通常支撑多于一个的耙柄26。在 多数MHF中，这样的一个柄固定节点28通常支撑四个耙柄26， 其中两个连续耙柄之间的角度为90°。每一耙柄26包括多个耙齿30。 这些耙齿30被设计并布置成当炉身20转动时使炉床上的物料或者 朝向其中心或者朝向其周边移动。在其炉床14中具有周边落料孔 16的炉床室(诸如炉床室122)中，这些耙齿30被设计并布置成便 当炉身20转动时使炉床14上的物料朝向周边落料孔16移动。但 是，在其炉床14中具有中心落料孔18的炉床室(诸如炉床121) 中，这些耙齿30被设计并布置成当炉身20沿相同方向转动时使炉 床14上的物料朝向中心落料孔18移动。
接下来对通过MHF 10的物料流动进行简要描述。为了在MHF 10内加热或焙烧物料，该物料通过炉装载开口32从输送系统(未 示出)排放到MHF的最上部的炉床室121中。在该室121中，物料 落到具有中心落料孔18的炉床141上。随着炉身20连续转动，炉 床室121中的四个耙柄26用其耙齿30将炉床141之上的物料朝向 其中心落料孔18推动并推入其中。物料通过该中心落料孔落到下 一炉床室122的炉床142上。这里，耙柄26用其耙齿30将炉床142 之上的物料朝向其周边落料孔16推动并推入其中。物料通过该周 边落料孔落到又具有中心落料孔18的下一炉床(在图1中未示出) 上。这样，通过转动耙柄26而使得通过炉装载开口32进入MHF 10 的物料穿过所有八个炉床141......148。在到达最底部的炉床室128 中后，经焙烧或加热后的物料通过炉卸载开口34最终离开MHF 10。
如本领域中公知的，炉身20和耙柄26两者都具有内部通道， 气态冷却流体(通常为加压大气，为了简便起见，下文称作“冷却 气体”)循环通过这些内部通道。气体冷却的这一目的是为了保护 炉身20和耙柄26免受由于炉床室12中升高的温度而损坏。实际 上，在炉床室12中环境温度可能达到1000℃之高。
图2的流程图给出了用于炉身20和耙柄26的新型且特别有利 的气体冷却系统40的纵览示意图。大的虚线框10示意性地描绘出 具有其八个炉床室121......128的MHF 10。旋转中空炉身20的示意 性视图示出了冷却气体在炉身20内的流通路径。在每一炉床室 121......128中，参考标号26′1......26′8表示了布置在相应炉床室内的 耙柄的冷却系统的示意图。小的虚线框281......288是炉身20中的 耙柄固定节点的示意图。
图2中的参考标号42表示冷却气体供应源，例如对周围大气 加压的鼓风机。如本领域中所知，鼓风机42借助于下部冷却气体 供应管线46′连接于炉身20的下部冷却气体入口44′。该下部冷却 气体入口44′布置在最下部炉床室128下方的炉10外侧。然而，在 图2的MHF中，鼓风机42还借助于上部冷却气体供应管线46″连 接于炉身20的上部冷却气体入口44″。该上部冷却气体入口44″布 置在最上部炉床室121上方的炉10外侧。因此来自鼓风机42的流 量在下部冷却气体入口44′(待供应给炉身20的下半部分)与上部 冷却气体入口44″(待供应给炉身20的上半部分)之间被分开。还 应该注意，由于炉身20是一旋转炉身，因此冷却气体入口44′和44″ 两者都必须是旋转连接。由于这种旋转接线是本领域所公知的，而 且其设计对于文中所要求保护的本发明的理解而言并不相关，因此 下面不对该上部和下部冷却气体入口44′和44″作更详细的描述。
炉身20包括位于外壳50内的三条同心冷却气体通道。最外部 的通道是与炉身20的外壳50直接接触的环形总冷却气体供应通道 52。该环形总供应通道52围绕环形总分配通道54，该环形总分配 通道最终围绕中心排气通道56。
应该注意的是，在炉床室124与125之间(即，大约在炉身20 的中间)，间隔装置(诸如例如间隔凸缘58)将环形总供应通道52 和环形总分配通道54分隔成下半部和上半部。然而，该分隔并不 影响中心排气通道56，该排气通道从最下部炉床室128穿过所有炉 床室128至121到达炉身20的顶部。如果在下文中有必要分别对环 形总供应通道52的下半部与上半部以及对环形总分配通道54的下 半部和上半部加以区别的话，那么该下半部将用上标(′)表示，而 上半部将用上标(″)表示。
下部冷却气体入口44′直接连接于环形总供应通道52的下半部 52′。因而供应到下部冷却气体入口44′的冷却气体从最下部炉床室 128下面进入下部环形总供应通道52′中并随后穿过该下部环形总供 应通道上升至炉床室125与124之间的间隔凸缘58，其中该冷却气 体的流量在下部环形总供应通道52′的整个长度上保持不变。冷却 气体在下部环形总供应通道52′的整个长度上的该恒定流量保证炉 身20的外壳50在四个下部炉床室128......125中被有效冷却。
在间隔凸缘58正下方，在下部环形总供应通道52′与下部环形 总分配通道54′之间存在下部冷却气体通路60′。冷却气体穿过下部 冷却气体通路60′进入到下部环形总分配通道54′中。经由其耙柄固 定节点285......288中的至少一条冷却气体供应通道625......628， MHF下半部中的每一耙柄冷却系统26′5......26′8与下部环形总分配 通道54′直接连接。经由其耙柄固定节点285......288中的至少一条 冷却气体排气通道645......648，MHF下半部中的每一耙柄冷却系统 26′5......26′8也与中心排气通道56直接连接。因此，在耙柄固定节 点285中，次级冷却气体流从该下部总分配通道54′中的总冷却气体 流中分支出来并改道穿过耙柄冷却系统26′5以便随后被直接排到中 心排气通道56中。在耙柄固定节点286中，环形总分配通道54′中 的气体流的另一部分穿过耙柄冷却系统26′6并且随后也被排到中心 排气通道56中。最终，在最后的耙柄固定节点288中，下部总分配 通道54′中的所有剩余气体流穿过耙柄冷却系统26′8并且随后被排 到中心排气通道56中。
炉身20上半部分中的流动系统非常类似于上述流动系统。上 部冷却气体入口44″直接连接于环形总供应通道52的上半部52″。 因而供应到上部冷却气体入口44″的冷却气体进入最上部炉床室 121上方的上部环形总供应通道52″中并随后穿过该上部环形总供 应通道下降至炉床室124与125之间的间隔凸缘58，其中该冷却气 体的流量在上部环形总供应通道52″的整个长度上保持不变。冷却 气体在上部环形总供应通道52″的整个长度上的该恒定流量保证炉 身20的外壳50在四个上部炉床室121......124中被有效冷却。
在间隔凸缘58正上方，在上部环形总供应通道52″与上部环形 总分配通道54″之间存在上部冷却气体通路60″。冷却气体穿过上部 冷却气体通路60″进入到上部环形总分配通道54″中。炉10的上半 部中的每一耙柄冷却系统26′4......26′1与上部总分配通道54″以及与 中心排气通道56的连接与上述对于下半部中的耙柄冷却系统 26′4......26′1的描述类似。因此，在耙柄固定节点284中，次级冷却 气体流从上部总分配通道54″中的总冷却气体流中分支出来并改道 穿过耙柄冷却系统26′4以便随后被直接排到中心排气通道56中。 在耙柄固定节点283中，上部环形总分配通道54″中的气体流的另一 部分穿过耙柄冷却系统26′3并且随后也被排到中心排气通道56中。 最终，在最上部的耙柄固定节点281中，上部总分配通道54″中的所 有剩余气体流穿过耙柄冷却系统26′1并且随后被排到中心排气通道 56中。从而排气流从中心排气通道56中或者被直接排到大气中或 者借助于旋转连接排到用于控制气体排放的管(未示出)中。
图3示出了该炉的旋转中空炉身20的特别有利的实例。该图3 更具体地示出了穿过炉身20的中心部分的纵截面。该中心部分包 括前述间隔凸缘58，该间隔凸缘将环形总供应通道52和环形总分 配通道54分隔成下半部52′、54′和上半部52″、54″。
炉身的外壳50主要由通过耙柄固定节点28互相连接的中间支 撑管68组成。这种耙柄固定节点28包括由耐热钢制成的环状铸造 体70。中间支撑管68由厚壁不锈钢管制成并且其尺寸被制成为连 续耙柄固定节点28之间的结构载荷承载构件。通过结实的耙柄固 定节点28而互相连接的中间支撑管68构成炉身20的承载结构， 该承载结构支撑耙柄26并且能够在耙柄推动炉床14之上的物料时 吸收大量扭转力。还应该注意的是，与现有技术的炉身相反，这里 所描述的外壳50有利地为焊接结构，中间支撑管68的端部焊接至 耙柄固定节点28，而不是通过凸缘连接于其上。
如上所述，在相邻炉床室124与125之间延伸的炉身段(即中 心炉身段)尤为特殊，这是因为它包括间隔凸缘58，以及环形总供 应通道52与环形总分配通道54之间的冷却通路60′、60″。在对该 特殊中心炉身段进行描述之前，同样参照图3来描述“普通”炉身 段。在两个其它相邻炉床室(诸如炉床室123和124)之间延伸的这 种“普通”炉身段包括焊接在两个柄固定节点283与284之间的中 间支撑管68，以形成炉身20的外壳50。中间支撑管68还将环形 总供应通道52与外侧界定开，这保证对中间支撑管68的非常好的 冷却。在中间支撑管68内布置有中间气体导向套72，以便将环形 总供应通道52与内部界定开以及将环形总分配通道54与外部界定 开。在中间气体导向套72内布置有内部气体导向套74，以便将环 形总分配通道54与内部界定开以及将中心排气通道56与外部界定 开。中间气体导向套72包括第一管段721和第二管段722。第一管 段721在一端焊接于固定节点284。相似地，第二管段722在一端焊 接于固定节点283(图3中未示出)。第一管段721和第二管段722 具有彼此相对布置的相反自由端。密封衬套76固定于第一管段721 的自由端并密封接合第二管段722的自由端，而同时容许两管段721 和722沿轴向的相对移动。因而在中间气体导向套72中形成膨胀接 合。由于中间气体导向套72通常保持比中间支撑管68凉，因此该 膨胀接合能够对中间支撑管68与该中间气体导向套之间的热膨胀 方面的差异进行补偿。相似地，内部气体导向套74包括第一管段 741和第二管段742。第一管段741在一端焊接于固定节点284。相似 地，第二管段742在一端焊接于固定节点283(图3中未示出)。第 一管段741和第二管段742具有彼此相对布置的相反自由端。密封 衬套78固定于第一管段741的自由端并密封接合管段742的自由端， 同时容许两管段741和742沿轴向的相对移动。因而在内部气体导 向套74中形成膨胀接合。该膨胀接合能够对中间支撑管68与内部 气体导向套74(其通常保持比中间支撑管68凉)之间的热膨胀方 面的差异进行补偿。应该进一步理解的是，具有两个密封衬套76、 78的解决方案使得通过对炉身段进行焊接的组装容易得多。
如从图3中所能看到的，在相邻炉床室124与125之间延伸的 炉身段在一些特征上不同于在前述段落中所描述的“普通”段。中 间支撑管68例如由在间隔凸缘58的高度处组装的两个半管681和 682(事实上，每一半管681和682包括一个终端环状凸缘581和582 并且两个环状凸缘581和582焊接在一起)组成。中间套72′仅由两 个管段72′1和72′2组成，其中每一管段72′1和72′2的第一端焊接至 两个柄固定节点283和284之一，而第二端是与该间隔凸缘58间隔 开的自由端，以分别在下部环形总供应通道52′与下部环形总分配 通道54′之间以及上部环形总供应通道52″与上部环形总分配通道 54″之间限定气体通路60′和60″。内部套74′由四个管段74′1、74′2、 74′3、74′4组成，其中第一管段74′1的一端焊接至柄固定节点284， 第二管段742′的一端焊接至凸缘581，第三管段74′3的一端焊接至凸 缘582，而第四管段74′4的一端焊接至柄固定节点283。第一密封衬 套80在第一管段74′1和第二管段74′2的相对自由端之间提供密封连 接和轴向膨胀接合。第二密封衬套82在第三管段74′3和第四管段 74′4的相对自由端之间提供密封连接和轴向膨胀接合。密封衬套80 和82与密封衬套76和78的作用正好相同且使中心炉身段的组装 容易得多。
为实现对炉身20的热保护，用绝热材料(未示出)来有利地 覆盖该炉身。炉身20的这种绝热材料有利地是包括例如微孔材料 的内部耐热层、绝热可铸造材料的较厚中间耐热层以及致密可铸造 材料的更厚的外部耐热层的多层绝热材料。
现在参照图3和图4描述耙柄固定节点28的优选实施例。如 上所述，耙柄固定节点28包括由耐热钢制成的环状铸造体70。该 环状体70中的中心通路90形成用于耙柄固定节点28内的冷却气 体的中心排气通道56。在环状体70的围绕中心通道90的第一环段 94中布置有第一次级通路92，以便提供用于流经环形总分配通道 54的冷却气体的气体通路。在环状体70的围绕第一环段94的第二 环段98中布置有第二次级通路96，以便提供用于流经环形总供应 通道52的冷却气体的气体通路。对于待连接至耙柄固定节点28的 每一耙柄26而言，环状体70还包括插口100，即，径向延伸入前 述第一和第二次级通路92和96之间的环状体70中部分的空腔。 耙柄固定节点28包括四个插口100，其中两个连续插口100的中心 轴线之间的角度为90°。环状体70中的斜孔102(参见图5)形成 在图3的描述中已经提及的冷却气体供应通道62，其中该斜孔具有 位于环状体70的第二环段98中的入口102′和位于插口100的侧面 中的出口102″。在插口100的轴向延伸部分中，环状体70中的通 孔104形成在图3的描述中已经提及的冷却气体返回通道64。
现在更具体地考虑图3、图5和图6，首先应该注意的是，耙 柄26包括插头本体110，其形成耙柄26的容纳于耙柄固定节点28 的插口100中的耦接端(参见图3和图5)。插头本体110是有利地 由耐热钢制成的其中具有几个孔的铸造实心本体。插口100中具有 由凹圆柱形形导向面116隔开的两个凹锥形座面112、114。插头本 体110上具有由凸圆柱形导向面116′隔开的两个凸锥形反座面112′、 114′。所有这些圆锥形面112、114、112′、114′是一个单一圆锥体的 环面，即具有相同锥角。该锥角通常应该大于10°并小于30°，且通 常在18°至22°的范围内。当插头本体110沿轴向插入插口100中时， 凸圆锥反座面112′压在凹圆锥座面112上，而凸圆锥反座面114′压 在凹圆锥座面114上。
当将新耙柄26固定于至炉身20时，必须将该耙柄26的插头 本体110引入到耙柄固定节点28的插口100中。在该引入移动期 间，外凹圆锥座面114首先引导插头本体110与圆柱形引导面116 轴向对齐。然后，两个圆柱形引导面116和116′彼此协作，用于将 插头本体110轴向导入其在插口100中的最终座位置中。应该注意 的是，由两个圆柱形引导面116和116′提供的轴向引导很大程度地 降低了在最终耦接操作期间损坏插头本体110或插口100的风险。
耙柄26进一步包括柄支撑管120，其一端焊接于插头本体110 后侧上的台肩面122。该柄支撑管120必须承受作用在耙柄上的力 和扭矩。其有利地由在耙柄26的整个长度之上延伸的厚壁不锈钢 管组成。气体导向管124布置在柄支撑管120内并与该柄支撑管协 作以在它们之间限定用于将冷却气体导向耙柄26的自由端的小环 形冷却间隙126。气体导向管124的内段形成中心返回通道128， 冷却气体穿过该中心返回通道从耙柄26的自由端回流到插头本体 110。
应该注意的是，气体导向管124的一端焊接至插头本体110后 侧上的圆柱延伸部分130。该圆柱形延伸部分的直径小于柄支撑管 120的内径，从而在圆柱延伸部分130与围绕该圆柱延伸部分130 的柄支撑管120之间存在有环形室131。该环形室131与气体导向 管124和柄支撑管120之间的小环形冷却间隙126直接连通。
如上面已经说明的，插头本体110是包含几个孔(现在将要描 述)的实心铸造本体。在图6中，参考表号132表示从圆柱形延伸 部130的端面134到插头本体110前端上的前表面136轴向延伸穿 过插头本体110的中心孔。该中心孔132的目的将在后面进行描述。 图6中的参考标号140表示围绕中心孔132布置在插头本体110中 并具有位于端面134中的入口140′和位于插头本体110的前表面 136中的出口140″的气体返回孔(有四个围绕中心孔132设置的这 种气体返回孔140)。这些气体返回孔140形成耙柄26中的返回通 道128与气体输出室142之间的连通通道，该气体输出室存在于当 插头本体110位于插口100中时插头本体110的前表面136与该插 口的底面144之间的插口100中。返回自耙柄26的冷却气体从该 气体输出室142溢流穿过通孔104进入耙柄固定节点28的中心通 道90中，即，进入炉身20的中心排气通道56中。图5中的参考 标号146表示布置在插头本体110中的四个气体供应孔。这些气体 供应孔146具有位于插头本体110的凸圆柱形引导面116′中的入口 146′以及位于圆柱形延伸部分130的圆柱形表面中的出口146″。应 该注意的是，凸圆柱形引导面116′中的入口146′与环状体70中的斜 孔102的气体出口102″交叠。结合上下文，这些斜孔102在耙柄固 定节点28中形成用于耙柄26的冷却气体供应通道62。因此，当插 头本体110被安放于其插口100中时，在插头本体110中，气体供 应孔146在环形室131(与耙柄26中的小环形冷却间隙126直接相 通)与耙柄固定节点28中的用于耙柄26的冷却气体供应之间形成 连通通道。应该理解的是，插头本体110前端中的定位销148与插 口100的底面144中的定位孔配合以保证当将插头本体110插入插 口100中时插头本体110的凸圆柱形引导面116′中的入口146′与插 口100中的凹圆柱形引导面116中的气体出口102″的角对齐。为密 封住耙柄固定节点28与插口100中的插头本体110之间的气体通 路，插头本体110的凸圆锥形反座面112′、114′有利地配备有一个 或多个耐温密封圈(未示出)。此外，为提高插头本体110中的凸 圆锥形反座面112′、114′的密封作用，有利地用耐温密封膏来涂覆 该插头本体。
现在参照图6，将描述用于将插头本体110固定在其插口100 中的新颖的优选固定装置。该新颖的固定装置包括夹紧螺栓150。 该夹紧螺栓包括松动地装配在插头本体110的中心孔132中的圆柱 形螺栓杆152。该螺栓杆152将螺栓头154支撑在插头本体110的 前侧上，该螺栓头有利地具有在杆152的每一侧上限定台肩面156′、 156″的锤头的形式。在插头本体110的后侧上，螺栓杆152具有带 螺纹的螺栓端158。图6所示的优选固定装置进一步包括拧至带螺 纹的螺栓端158上的螺套160(或标准螺母)，该螺栓端在插头本体 110的后侧上从该插头本体的中心孔132突出。
图6示出了处于夹紧位置中的轴向夹紧装置，其中该轴向夹紧 装置将插头本体110牢固地压入插口100中。在该夹紧位置中，螺 套160顶靠在插头本体110后侧上的接合面上。该接合面例如与插 头本体110的圆柱延伸部分130的端面134相对应。在插头本体110 的另一侧上，螺栓杆152延伸穿过气体输出室142和插口100底部 中的通孔104进入耙柄固定节点28的中心通路90中。这里，螺栓 150的锤头154与耙柄固定节点28中的接合面162处于卡钩(hook) 接合中，其中该锤头的两个台肩面156′、156″顶靠在接合面162上。 应该理解的是，对夹紧螺栓150施加了足够的预载，即，螺套160 以预定扭转力被拧紧，以保证在MHF的操作期间插头本体110始 终被牢固地压入插口100中。
当拆卸耙柄26之一时，将夹紧螺栓150与该耙柄26一起取出， 即，该夹紧螺栓保留在该耙柄26的插头本体110中。为了能够通 过插口100底部中的通孔104取出锤头154，该通孔具有钥匙孔的 形式，其具有大体上与锤头154的横截面相对应的形状。因此，通 过围绕螺栓杆152的中心轴线将锤头154旋转90°，就可以将锤头 154从图6所示的“卡钩位置”变成“非卡钩位置”，在该“非卡钩 位置”中，可以轴向穿过钥匙孔104将该锤头取出至插口100中。 相似地，当新的耙柄26被安装时，锤头154首先处于其可轴向穿 过钥匙孔104的位置中。一旦插头本体110被安放于其插口100中， 可通过围绕螺栓杆152的中心轴将锤头154旋转90°而将此时位于 钥匙孔104另一侧上的锤头154引入图6所示的“卡钩位置”中。 应该进一步理解的是，在图6所示的夹紧螺栓150的“卡钩位置” 中，锤头154留出相当大的出口，用于使冷却气体流经通孔104进 入中心气体通路90。
图6所示的夹紧装置还包括用于从MHF外侧的安全位置对该 夹紧装置进行紧固/放松和定位的致动(actuation)和定位装置。现 在将参照图6和图7来描述该致动装置。在图6中，参考标号170 表示其一端固定(例如焊接)于螺套160的致动管。参考标号172 表示其一端固定(例如借助于焊接至图6所示的定位管172的后端 的螺栓173)于螺栓杆152的定位管。现在参照图7，可以看出， 致动管170和定位管172两者均轴向延伸穿过中间支撑管120向上 到达该中间支撑管的自由端。这里，致动管170的前端和定位管172 的前端两者均包括用于将其耦接至致动键(未示出)的耦接头174、 176。耦接头174、176均可例如包括如图7所示的六边形插口。致 动管170的耦接头174可旋转地支撑在端罩(end-cup)180的中心 通孔178中并密封在该通孔178内。端罩180包括位于其后侧上的 封闭中间支撑管120的前端的第一凸缘182以及位于其前侧上的封 闭外部金属保护套186(将在后面进行描述)的前端的第二凸缘184。 定位管172由致动管170可旋转地支撑。盖板188通过凸缘接合在 端罩180的第二凸缘184的前表面上，以便封闭端罩180中的中心 通孔178。在耦接头174与盖板188之间插入有绝热塞。参考标号 192表示固定于盖板188的定位销。该定位销192延伸穿过绝热塞 190以将一端挤压在耦接头174上，从而避免螺套160的松动。
在去除盖板188和绝热塞190之后，操作者就可以接近致动管 170和定位管172的耦接头174、176。致动管170用于紧固螺套160。 定位管172主要用作相对于钥匙孔104对锤头154进行定位的指示 器。因此该定位管的耦接头176设置有适当的定位标记。应该注意 的是，在借助于致动管170松开螺套160时定位管172还可用于固 定夹紧螺栓150。最后，致动管170的耦接头174上也可具有标记， 该标记与定位管的耦接头176上的标记相结合以检查是否已经对夹 紧装置施加了足够的紧固扭矩。还应注意的是，在该冷却系统的操 作期间在不会导致实质的气体泄漏的前提下可去除盖板188。实际 上，螺套160密封致动管170的后端，而该致动管的前端被密封在 端罩180中的中心通孔178内。
在图4至图7中看到的前述金属保护套186又覆盖布置在中间 支撑管120上的微孔绝热层194。在图6中诸如例如用参考标号196 表示的抗转装置将金属保护套186和中间支撑管120互相连接并避 免保护套186围绕耙柄26的中心轴的任何旋转。应该理解的是， 在耙柄26的优选实施例中，保护套186由不锈钢制成，其中同样 由不锈钢制成的耙齿30直接焊接在保护套186上(参见例如示出 这些耙齿30之一的图7)。
附图标记：
10  多床炉
12  炉床室
14  炉床
16  周边落料孔
18  中心落料孔
20  旋转中空炉身
21  炉身的中心轴线
22  中心轴通路开口
26  耙柄
28  耙柄固定节点
30  耙齿
32  炉装载开口
34  炉卸载开口
40  气体冷却系统
42  鼓风机(冷却气体供应源)
44′下部冷却气体入口
44″上部冷却气体入口
46′下部冷却气体供应管线
46″上部冷却气体供应管线
50  (炉身的)外壳
52′(20中的)下部环形总冷却气体供应通道
52″(20中的)上部环形总冷却气体供应通道
54′(20中的)上部环形冷却气体总分配通道
54″(20中的)上部环形冷却气体总分配通道
56  中心排气通道
58  间隔凸缘
60′下部冷却气体通路
60″上部冷却气体通路
62  (28中的)冷却气体供应通道
64  (28中的)冷却气体排气通道
68  (20中的)中间支撑管
70  (28中的)环状铸造本体
72  (20中的)中间气体导向套
721 第一管段
722 第二管段
76  密封衬套
74  (20中的)内部气体导向套
741 第一管段
742 第二管段
78  密封衬套
80  密封衬套
90  (28中的)中心通路
92  (28中的)第一次级通路
94  (28中的)第一环段
96  (28中的)第二次级通路
98  (28中的)第二环段
100  (28中的)插口
102  (28中的)斜
102′(102的)入口
102″(102的)出口
104  (28中的)通孔
110  (26的)插头本体
112  (100的)第一凹锥形座面
114  (100的)第二凹锥形座面
112′(110的)第一凸锥形座面
114′(110的)第二凸锥形座面
116  (100的)凹圆柱形引导面
116′(110的)凸圆柱形引导面
120  柄支撑管
122  (110的)台肩面
124  (26的)的气体引导管
126  (26的)的环形冷却间隙
128  (26的)中心返回通道
130  (110的)圆柱形延伸部分
131  (26的)环形室
132  (110的)中心孔
134  (130的)端面
136  (110的)前表面
140   (110的)气体返回孔
140′ (140的)入口
140″ (140的)出口
142   气体输出室
144   (100的)底面
146   (110的)气体供应孔
146′ (146的)入口
146″ (146的)出口
148   定位销
150   夹紧螺栓(锤头式螺栓)
152   螺栓杆
154   螺栓头(锤头)
156′、156″(154上的)台肩面
158   带螺纹的螺栓端
160   螺套
162   (28上用于154的)接合面
170   致动管
172   定位管
174   (170上的)耦接头
176   (172上的)耦接头
178   (180中的)中心通孔
180   端罩
182   (180的)第一凸缘
184   (180的)第二凸缘
186   (28上的)外部金属保护套
188   (180上的)盖板
190   (180上的)绝热塞
192   (180上的)定位销
194   (26上的)微孔绝热层
196   (26上的)抗转装置