Устройство для загрузки труб в ванну с расплавом металла
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ТРУБ В ВАННУ С РАСПЛАВОМ МЕТАЛЛА во вращающейся цилиндрической печи отжига, содержащее S-обраэные рычаги с ушком и люлькой и поперечные направляющие качения, выполненные на внутренней стенке печи, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства , S-образные рычаги шарнирно закреплены на внутренней стенке печи около загрузочного окна, при этом в крайнем верхнем положении люлька расположена над загрузочным окном, а при крайнем нижнем - между направляющими качения. х-ГИГ /
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (1% (И) (21) 2953013/22-02 (22) 01.08.80 (31) 7919940 (32) 03.08.79 (33) Франция (46) 07.06.84. Бюл. И 21 (72) Мишель Пьеррель и Ги Мертцвейллер (Франция) (71) Понт-а-Муссон С A. (Франция) (53) 621.783.077(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1583994, кл ° С 21 D 9/08, 1975.
2. Патент США В 2623716, кл. 266-6, 1971.
ЭЮВ С 21 D 9 08 F 27 В 3 00 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ТРУБ
В ВАННУ С РАСПЛАВОМ МЕТАЛЛА во вращающейся цилиндрической печи отжига, содержащее S-образные рычаги с ушком и люлькой и поперечные направляющие качения, выполненные на внутренней стенке печи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства„ S-образные рычаги шарнирно закреплены на внутренней стенке печи около загрузочного окна, при этом в крайнем верхнем положении люлька расположена над загрузочным окном, а при крайнем нижнем — между направляющими качения.
097202 2
15
4 1
Изобретение относится к устройствам для загрузки и выгрузки трубчатых изделий пои термообработке чугунных труб с шаровидным или пластинчатым графитом и стальных труб, конкретно при отжиге в металлических ваннах, например алюминиевых или иэ алюминиевых сплавов, Известен механизм загрузки, выполненный в виде домкрата со штоком, соединенным с рычагом, выполненным в виде прямолинейного участка и пет- . ли с люлькой Г1 Х
Недостатком данного устройства является отсутствие вращения ванны и вращения изделия в момент загрузки, что приводит к снижению качества изделий.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 2О ройство для загрузки труб в ванну с расплавом металла во вращающейся цилиндрической печи отжига, содержащее S-образные рычаги с ушком и люлькой и поперечные направляющие качения, выполненные на внутренней стенке печи 52 3.
Недостатком известного устройства является сложность устройства и его обслуживания.
Цель изобретения — упрощение устройства.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для загрузки труб в ванну с расплавом металла во вращающейся цилиндрической печи отжига, содержащее $-образные рычаги с ушком и люлькой и поперечные направляющие качения, выполненные на внутренней стенке печи, S-образные рычаги шарнирно закреплены на внутренней стен" ке печи около загрузочного окна, при этом в крайнем верхнем положении люлька расположена над загрузочным окном, а при крайнем нижнем — между направляющими качения.
Предлагаемой конструкцией закалка трубы в ванне по всему ее сечению обеспечивается очень простыми средствами без риска овализации, поскольку труба приводится во вращение вокруг своей оси за счет перекатывания внутри печи.
Причем печь для отжига труб содержит наружные средства для захвата и переноса трубы, которые шарнирно укреплены на наружной стенке печи, а при вращении печи они также перемещаются вместе с ней и могут отки25
55 дываться по отношению к печи для введения трубы, подлежащей обработке, внутрь печи, ее укладывания на направляющие качения и извлечения трубы после обработки.
На фиг. 1 схематически показано устройство с печью для отжига труб во время введения в нее трубы, подлежащей обработке, вертикальный разрез; на фиг. 2 — печь для отжига труб, частичный разрез; на фиг. 3 частичный вид средств для захвата и переноса трубы, шарнирно укрепленных на наружной стенке печи для отжига труб; фиг. 4-8 — последовательные фазы загрузки и обработки трубы внутри печи и вне ее с переменными движениями вращения или колебания печи для отжига труб; на фиг. 9 и
10 — две фазы перемещения трубы в печи для отжига, оборудованной одним вариантом направляющих качения, расположенных внутри печи; на фиг. 1113 — варианты конструкции средств для захвата и переноса труб; на фиг. 14 — предлагаемый вариант конструкции печи для отжига труб.
Отжигательная цилиндрическая печь имеет на соответствующих концах два внешних венца качения 2, которые опираются на два вращающихся ролика 3. Ролики 3 опираются на инфраструктуру 4, закрепленную анкерными болтами на земле. Листовая стенка печи, футерованная внутри огнеупорной кладкой 5, имеет продольное отверстие 6 для введения и вывода трубы 7, которое может закрываться выдвижной крышкой 8 °
Две горелки 9, носики которых направлены вдоль продольной оси, закрепляются фланцами на торцовых поверхностях печи 1 и дают длинное пламя над уровнем металлической ванны. Горелки 9 могут быть заменены любым другим эквивалентным нагревательным средством, например индукторами.
Для приведения печи во вращение ведущая шестерня 10, ось которой параллельная продольной оси печи и опирается на инфраструктуру 4, зацепляется с зубчатым сектором 11, опирающимся на внешнюю поверхность листовой стенки отжигательной печи, например к середине печи, возможно вблизи венца качения 2. Зубчатый сектор 11 образует дугу больше максимальной амплитуды вращения печи, которая рассчитывается так, чтобы соответствовать
3 10 972 по меньшей мере полуобороту вращения трубы 7 в ванне 12. Эта амплитуда равна, например, 90
Шестерня 10 приводится в движение посредством передачи моторедукторным двигателем 13, закрепленным в инфраструктуре 4, например, на две канавы. Она способна приводить во вращение печь 1 в двух противоположных направлениях вращения и, в частности, 10 сообщать ей попеременное вращение, порождающее угловые биения равной амплитуды, по обе стороны вертикальной плоскости.
Для перемещения трубы 7 используют два рычага 14 для захвата и передачи, одинаковых и параллельных шарнирно закрепленных каждый на конце с помощью оси 15, параллельной продольной оси печи, на проушине или обойме 16, закрепленной на внешней поверхности стенки печи вблизи нижнего края отверстия, рычаги жестко соединяются при вращении вокруг оси 15, определяемой шарнирами элементом жесткости 17, которая может быть, например, коаксиальной с двумя осями шарнира. Каждый рычаг имеет извилистую форму двойной кривизны или в виде слонового хобота, определяемую на внутренней поверхности рычага в положении, примыкающем к оси
15 глубокой вогнутой петлей 18, а на продолжении ветви 19, противопо-. ложной шарниру этой петли, неглубокой наружной вогнутостью, образующей конечную люльку 20, в которой может удерживаться труба и которая может проникать внутрь печи через отверстие 6, когда рычаги 14 поворачивают-ся в направлении против часовои стрел40 ки, и петли 18 накрывают часть стенки печи, примыкающей к нижнему краю отверстия 6.
Возможно иметь три, четыре рычага 14 или больше в зависимости от длины переносимой трубы 7.
Один из рычагов 14 справа от оси 15 жестко соединен с одним иэ концов приводного рычага 21, короткого и прямолинейного, находящегося с дру гой стороны оси по отношению к плечу, другой конец которого шарнирно закреплен на конце штока домкрата 22, корпус которого шарнирно закреплен на обойме или опорной проушине 23, закрепленной на внешней поверхности стенки печи 1.
02 4
Для принятия трубы 7 внутри печи и внутри ванны 12 два поперечных рельса с круговой поверхностью качения, концентрической со стенкой печи, встроены в огнеупорной футеровке печи. Рельсы 24, которые располагаются симметрично с двух сторон вертикальной плоскости, приподняты на концах для образования упоров для трубы 7, катящейся по рельсам 24.
Дуга рельсов 24 соответствует максимальной амплитуде вращения отжигательной печи и зависит от диаметра трубы, которую можно обрабатывать внутри печи. Для больших диаметров амплитуда дуги долж*а увеличиваться, чтобы позволить трубе сделать по меньшей мере полуоборот в каждом направлении вращения печи.
Для трубы малого диаметра амплитуда дуги рельсов 24 может, напротив, снижаться
Чтобы позволить люлькам 20, нагруженным трубой, отойти в сторону над уровнем рельсов 24 в конце об- ратного пробега рычагов 14 так, чтобы уложить трубу на рельсы 24, предусматривается выемка 25 в огнеупорной футеровке между рельсами 24 для приема концевой эоны рычагов 14.
С помощью этой установки проводят отжиг чугунной трубы 7 с шаровидным или пластинчатым графитом или стальной трубы 7 в различных фазах следующим образом.
Печь 1 остановлена. Так как ее крышка 8 снята, отверстие 6 на,верхней точке. Наружный прямолинейный край 26 ветви 19 рычагов 14 находится в положении, при котором концевые люльки 20 образуют упоры для трубы 7.
Домкрат 22 устанавливает их неподвижно в этом положении приема трубы 7.
Печь 1 содержит металлическую ванну 12, поддерживаемую в расплавленном состоянии горелками 9, уровень которой значительно ниже уровня нижнего края отверстия 6, который должен еще снизиться во время последующего вращения печи.
Труба 7 катится по направляющим и проходит rio рычагам 14 до упора с люльки 20 рычагов 14, которые ее удерживают. Домкрат 22 опрокидывает при этом рычаги 14 так, чтобы приблизить трубу 7 к отверстию 6 печи и ввести ее туда.
Для облегчения этого введения запускается редукторный двигатель 13, 10972
3 чтобы одновременно с рычагами 14 печь 1, установленная своими венцами качения 2 на ролики 3, вращалась бы в одном направлении. Конец внутренних рельсов 24, примыкающий к нижнему краю отверстия 6, снижается таким образом. Причем цель вращения печи, согласующегося с опрокидыванием рычагов 14, эакпючается главным образам в сохранении в каждый момент хо- 10 рашо уравновешенного положения трубы
7 на рычагах 14, избегая того, чтобы па слишком большому наклону ветви 19 рычагов 14 труба не могла бы скатиться под действием силы тяжести над концами люлек 20 и резко погрузиться в отжигательную печь. Труба 7 приближается таким образом к рельсам 23 по наклонной траектории.
До того., как печь достигнет пре- р0 дела вращения в указанном направлении и нижний край отверстия 6 достигнет своего самого нижнего положения, рычаги 14 занимают путем качения более наклонное положение, сохраняющее еще на уравновешенной опоре трубу 7, крепко удерживаемую благодаря вогнутой форме люлек, Труба 7 начинает свое погружение в ванну 12.
В конце углового пробега печи когда выемка 25 приблизительно отцентрирована по отношению к вертикальной плоскости, рычаги 14 достигают их предельного положения качения вокруг ,осей 15. В этот момент люльки 20 сни35 маются над рельсами 24 в выемке 25 так,,чта труба мягко укладывается на рельсы 24 в положении равновесия, при катаром ее ось находится в вертикальной плоскости. В этом примере
40 труба 7 не полностью смачивается или погружается, так как часть ее сечения остается вне ванны 12, но если бы ее диаметр был достаточно мал, .она была бы полностью погружена.
После укладки трубы 7 на рельсы 24 изменяют направление вращения редукторнага двигателя 13, а следовательно и печи 1, который вращается совместно с рычагами 14, полностью вновь появившимися в соответствующем направлении, так что труба 7, которая остается практически атцентрированной в вертикальной плоскости, катится по рельсам 24 и оказывается вне досягаемости люлек 20 рычагов 14. При этом возможно вывести из печи рычаги 14, сообщая им качательнае движение в направлении часовой стрепки с по02 мощьв домкрата 22, чта избавляет их от продолжительных температурных напряжений и позволяет закрыть крышку 8.
Термическая обработка трубы 7 осуществляется при закрытой крышке 8 под действием переменного вращательного движения печи, т.е. угловых колебаний в двух противоположных направлениях, причем рычаги 14 находятся вне печи. Ва время каждого пробега определенного направления труба 7 остается практически отцентрированной в вертикальной плоскости, поворачивается вокруг собственной оси, прокатываясь по рельсам 24 в ванне l2, в которой осуществляется ее отжиг.
В каждом конце пробега печи труба упирается о приподнятые концевые участки рельсов 24.
Во время колебаний труба 7 катится, постепенно погружаясь всем сечением в ванну 12 ° Если, как в данном случае она полностью не погружается в связи с ее диаметром выше самой большой глубины ванны, дуги окружности, образованные рельсами 24, достаточны, чтобы позволить трубе 7 совершить, катясь, полный оборот для смачивания всего круглого сечения. Независимо от диаметра трубы 7 ее качение по рельсам 24 устраняет ее овалиэацию.
После окончания времени отжига без остановки колебательных движений печи крышка 8 открывается для полного освобождения отверстия 6 и в тат момент, когда противолежащий отверстию 6 конец рельсов 24 находится пад трубой 7, домкрат 22 вновь приводится в действие так, чтобы внутри печи опрокинуть рычаги 14, которые направлены по направлению к окну, причем люльки 20 вновь занимают свое съемное положение в выемке 25 под рельсами 24 (рис.7).
В конце следующего колебания печи люльки 20 оказываются под трубой 7 и останавливают печь, положение которой при этом таково, чта нижний край отверстия 6 близок к нижней точке.
Рычаги 14 подняты с помощью домкрата
22 по наклонной траектории и поднимают трубу Можно при этом остановить качательное движение рычагов 14 в момент, когда прямолинейный край 26 ветви 19 рычагов 14, располояЬнный на продолжении нижней тачки, достаточно наклонен для того, чтобы труба 7 могла скатиться па этому краю и до1097202
7 стичь таким образом разгрузочной точки возможно с помощью усилия со стороны вогнутости, образованной люльками 20 °
Рычаги 14 могут иметь форму, несколько отличную от формы, указанной на фиг. 1 и 9, лишь бы они имели петлю 18 во избежание остановки печи и концевой люльки.
На фиг. 11 рычаг 14 изогнут под 10 тупыми углами вместо того, чтобы иметь непрерывную кривизну, Концевая люлька образует тупой угол или расширяющуюся У-образную форму.
В варианте рычага 14 (фиг. 12) концевая люлька образована простым коленом около 90 с небольшим выступом относительно прямолинейной ветви
19. Эта форма осуществления подходит для труб малого диаметра. 20
На фиг. 13 вариант рычага 14 включает обратное концевое колено.
Возможно предусмотреть несколько домкратов, естественно синхронизированных, для управления рычагами 14, 25 число которых, как было указано, может быть больше двух.
Согласно варианту по фиг. 9 и 1 О выемка 25 устраняется и рельсы 24 имеют высоту выпуклости выше угнеупор- о ной стенки 5, которая больше толщины конца в люльке 20 рычагов 14 для захвата и опоры трубы.
Координированием, достигаемьпи известными средствами, одновременных вращательных движений печи 1 и кача35 ний рычагов 14 и наклоном траектории труба 7 поддерживается люльками 20 рычагов 14 в положении устойчивого равновесия во время ее введения
40 (рис. 4 ) и во время ее вывода (рис. 8) без риска выпасть из рычагов 14 и упасть внезапно в ванну 12 .
Это координирование двух вращательных движений позволяет осторожно
45 укладывать трубу 7 на рельсы 24 внутри печи в устойчивом, хорошо уравновешенном положении (фиг. 4 и
10) .
Наличие выемки 25, расположенной соосно справа от одного из концов
50 рельсов 24, обеспечивает то, что концы в люльке рычагов 14 могут укладывать трубу 7 на рельсы 24 и набирать ее оттуда. Выемка 25 позволяет ограничить выпуклость рельсов 24 над стенкой огнеупорной кладки 5 и, следовательно, воспользоваться большим полезным объемом в печи 1.
Напротив, если выемка 25 установлена и заменена большей высотой рельсов 24, облегчается выполнение стенки огнеупорной кладки 5, а также снижается емкость печи 1 (фиг.9 и !О).
С помощью рельсов 24 и вращений печи 1 в противоположных направлениях труба 7, прокатывающаяся по рельсам 24, поворачивается вокруг собственной оси на 180 в двух направлениях, осуществляя таким образом полный оборот, и устраняет овализацию, смачивая все поперечное сечение во время вращения, в том случае, когда ее диаметр вьппе глубины ванны. Благодаря форме с кривизной или несколькими коленами рычагов 14 и их шарнирному закреплению на самой печи 1 и установке с воэможностью поворота каждая труба 7 легко передается в противоположных направлениях между загрузочной и .разгрузочной рампами и рельсами 24 печи в устойчивом и уравновешенном положении, без опасности выскальэывания или падения, следовательно, по самой короткой траектории и с самой высокой надежностью.
Качения рычагов 14 вокруг осей 15, опирающихся на проушины 16, закрепленные в печи, обеспечивают возможность поддерживать рычаги 14 вне печи во время термической обработки и таким образом снижать их иЪнос, и закрывание крышки печи, улучшая теплоизоляцию.
Согласно фиг. 14 можно также разьединить с печью внешние средства для захвата и опоры каждой трубы 7. В этом варианте печь 1 остается вращающейся и колебательной и имеет внутри рельсы
24 качения для трубы 7. Каждая труба
7 просто укладывается на рельсы 24 и забирается с этих рельсов 7 после термической обработки с помощью крючков, проходящих под нижними образующими трубы, причем эти крючки с загнутьпки концами подвешиваются к грузоподъемной установке, например, симмет рично вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вращения печи 1.
Использование изобретения значительно упрощает загрузку — выгрузку изделий и обеспечивает повьппение качества обработки за счет исключения искривления труб.
1097202
1097202
1097202
1097202
Составитель Г. Назарова
Редактор Н. Джуган Техред И.Метелева - Корректор М. Демчиь
Заказ 3860/44 Тираж 540 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д..4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
