Установка для рафинирования сплавов газами

 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудо- .ванию цля рафинирования металлов и сплавов. Цель изобр'ётения - повышение надежности, взрывобезопасности,технологичности, обеспечение автономности и устранение потерь рафинирующего газа. В газопроводящей системе установки между редуктором и ротаметром помещено блокирующее устройство в виде затвора механического действия, приводимое в действие осью фланца-клапана в аварийной ситуации, обеспечивающее автоматическое отключение доступа газа в систему с одновременным оповещением сигнализацией. Малогабаритность, мобильность и автономность установки позволяет использовать ее для рафиниоования алюминиевых расплавов в любых цехах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

09) (И) (S1)S С 22 В 9/05 ф Ф1 ф. Ь " Ф, СОЮЗ СОВЕТСНИХ

:: (;,. 4,,- = ссцихлисснхсиих — г = - РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674801/02 (22) 05. 04.89 (46) 30А1.92. Еюл. Г 4 (71) Московский институт радиотех.ники, электроники и автоматики (72) А.Л.Золотой (53) 669.714„11 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1201339, кл, С 22 8 4/05, 1984. (54) YCTAHO8IСА .ЦЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

СПЛАВОВ ГАЗАМИ (57) Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудо.ванию цля рафинирования HBTBëëoB и

cIlJlRBoB» Цель изобретения — повышение надежности, взрывобезопасности, Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудованию для рафинирования металлов и сплавов, в частности к установкам для рафинирования алюминиевых сплавов газами, Известно устройство цля рафинирования алюминиевых расплавов азотом по способу "Газаль", включающее в себя баллон с азотом, рецуктор, осушитель, ротаметр, прецохранительный клапан, установленный до Ilo ристых керамических элемен1ов, через которые в расплав поц-1ется рафинирующий газ. Монт ируютсч такие элементы в днище ковша.

Недостатком известного устройства является относительно низкчч взрывобезопасность. Отдельно встроенный в систему пречохранигельный клапан

2 технологичности, обеспечение автоНоМНосТМ и устранение потерь рафинирующего газа. В газопроводчщей системе установки межцу рецуктором и ротаметром помещено блокирующее устройство в виде затвора механического действия, приводимое в действие осью фланца-клапана в аварийной ситуации, обеспечивающее автоматическое отключение доступа газа в систему с оцновременным оповещением сигнализацией. Малогабаритность, мобильность и автономность установки позволяет использовать ее для рафинирования алюминиевых расплавов в любых цехах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала и целостность установки только в случае непроходимости газа через пористые элементы ковша. При закупоривании, например,выхоцного отверстия осушителя очевидна бесполезность прегохранительного клапана.

Известна установка для рафинирования сплавов газами, содержащая последовательно установленные баллон

Э с газом, редуктор, ротаметр, манометр, осушитель с предохранительным фланцем-клапаном, манометр, запорный вентиль, резиновый шланг, газораси ределит ел ь .

Недостатками известной установки являются, например, большие потери рафинированного газа в аварийной ситуации, связанные с отсутствием B

1708897 конст рукции ка ких-либо автоматич ес ких устройств, . препятствующих поступлению газа в систему. Кроме неоправданной потери газа е этом случае им загрязняется атмосфера рабочего места.

Наиболее близкой по технической сущности к преллагаемой является установка цля рафинирования сплавов газами, содержащая баллон с газом и

10 редуктором и послеловательно соециненные ротаметр, осушитель с прелохрлнительным фланцем-клапаном и манометрами íà BxogHOM и выходном патрубках, запорный вентиль, гибкий

15 шланг и газораспрелелитель, Установка снабжена датчиком нажимного действия, Олокирующим устройством в вице электромагнитного затвора и блоком управления, Датчик нажимного действия закреплен на осушителе с возможностьюю контакта с осью Фланца-клапана и регулировки положения относительно ее. Электромагнитный затвор расположен между редуктором и ротаметром. Датчик нажимного цействия электрически соединен с блоком управления, выхоц которого соединен с электромагнитным затвором.

Однако в данной установке электрически связанные между собой узлы питаются от сети переменного тока, тем самым снижая надежность работы установки в экстремальных условиях.

При отключении по каким-либо причинам сетевого напряжения (во время ра- 35 финировяния) защитная система установки обесточивается, что сразу же отражается на ее взрывобезопасности и технологичности.

В аварийной ситуации под дейст- 4О вием давления открывается фланец-клапан и в зазор. между ним и фланцем осушителя устремляется рафинированный газ. Потери его тем больше, чем менее Оперативны действия Опера- 45 тора, которому необходимо вручную срочно перекрыть,цоступ газа в систему. Если же он в спешке повернет вентиль редуктора в направлении "Открыто", т.е. еще больше увеличит дав- 50 ление в системе, то под большим напором газа из осушителя с силой будет выбрасываться силикагель (эффект взрыва). Это опасная ситуация для окружающих, 55

Кроме того, зависимость работы узлов известной установки от сети пе" ременного тока исключает ее исполь-зование как автономной конструкции.

Цель изобретения - повышение нялежности, взрывобезопасности, техиологичности, обес печ ение авт ономности и устранение потерь рафинирующего газа.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для рафинирования сплавов газами, содержащей баллон с газом и редуктором на.выxoqe, последовательно расположенные ротаметр, осушитель с предохра» нительным фланцем-клапаном и манометрами на exode и выходе газа, запорный вентиль, резиновый шланг и газораспределитель, а также блокирующее устройство, установленное в газопроводящей.системе между редуктором и ротаметром, блокирующее устройство выполнено в виде затвора механического действия, имеющего корпус, снабженный штуцерами для входа и выхода га за и жест ко укрепленный на планках, установленных на болтах-направляющих осушителя с возможностью регулировки их положения относительно оси Фланця клапана, внутри корпуса по оси

Фланца-клапана установлен подпружиненный эллипсовидный ползун с возможностью перемешения вдоль вертикяльной оси и контакта с,осью Фланца-клапана, а между штуцерами выполнено сквозное горизонтальное щелевидное отверстие, совпадающее с аналогичным отверстием в теле ползуна при его нормальном нижнем no" ложении и полностью перекрываемое телом ползуна при его верхнем положении, фиксируемом стопорным устройством. Над ползуном по оси Фланца-клапана введен датчик нажимного действия, имеющий возможность контакта с ползуном и расположенный на планке, установленной на болтахнаправляющих осушителя с возможностью регулировки ее вертикального положения относительно ползуна, при этом датчик электрически связан с блоком сигнализации.

Введение в установку блокирующего устройства механического действия, связанного непосредственно с Фланцем-клапаном через его ось, обеспечивает мгновенное отключение доступа газа в систему при превышении его лавления выше технологи1708897 ческого, что оказывает существенное влияние на повышение надежности взрывобезопасности и технологичности установки. Практически полностью устраняются потеои газа е аварийной ситуации и вследствие этого улучшаются санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.

В предлагаемом техническом ре. шении отсутствуют узлы, действие которых может осуществляться только при наличии .сетевого электропитания, что позволяет работать установке в автономном режиме.

Блокирующее устройство механического действия просто в обслуживании, для его изготовления не требуется сложного оборудования и дефицитных материалов. его конструктивное выполнение обусловлено целесообразностью использования в газовой системе установок подобного типа.

Устройство позволяет одновременно с автоматическим отключением подачи .газа оповестить оператора об аварийной ситуации и необходимости принятия соответствующих мер.

На фиг.1 изображена установка, общий вип; на фиг.2 - механический затвор (с частичным разрезом цент ральной iасти) на планке, расположенной на осях-направляющих осушителя, и планка с датчиком, расположение аналогичное.

Установка (фиг.1) состоит из баллона 1 с газом, редуктора 2, осушителя 3 с предохранительным фланцемклапаном 4, планкой с блокирующим устройством 5 в виве затвора механического действия и планкой с датчиком б нажимного действия, ротаметра 7, манометра 8, манометра 9, запорного вентиля 10, блока 11 сигнализации, резинового -вакуумного шланга 12, газораспрелелителя 13.

Последний при рафинировании помещают в ковш с расплавом 14.

Редуктор, блокирующее устройство, ротаметр, манометры, осушитель, запорный вентиль и газораспрепелитель соепинены между собой вакуумным шлангом.

Установка может быть выполнена в трех мопификациях: настенной, напольной и мобильной (на тележке).

Последняя из них позволяет {при необхоаимости) легко превратить конструкцию в напольный или настенный варианты. На фиг.1 изображен настен- ный вариант установки. Позиции 3

10 размещают на щите (приборный шит), который крепится четырьмя болтами к стене.

Блокирующее устройство выполнено в вице затвора механического действия (фиг.2) и состоит из прямоугольного корпуса 15 с диаметрально расположенными (по горизонтальной оси) двумя штуцерами 16 пля входа и выхода газа. В центре устройства находится эллипсовидный ползун 17 со скользящей посадкой и буртиком 18 один из вариантов, ограничивающим нормальное нижнее положение ползуна, и выступающей нап буртиком верхней

2р част be ползуна. На ней выполнена ro. ри зонтал ь на я и ропол ь на я канавка 19.

На нижнюю часть ползуна, выступающую за пределы корпуса, установлена пружина 20.,лля исключения сполза25 ния пружины с ползуна препусмотрено основание 21

Е средней части ползуна выполнено сквозное горизонтальное щелевидное отверстие с высотой (" 2 мм), неgp сколько меньшей высоты деформации (расплющивания) уплотнительной резины 22 между фланцем осушителя и фланцем-клапаном, а ширина его выбирается такой, чтобы площапь сечения отверстия равнялась площапи се чения газопроводящего шланга. В кор- пусе блокирующего устройства выпо нено аналогичное щелевидное горизонтальное сквозное отверстие. Таким

40 образом, в крайнем нижнем положении ползуна, фиксируемом буртиком и пружиной, отверстия ползуна и корпуса должны полностью совпадать и не препятствовать свободному перемещению газа, а при перемещении ползуна вверх отверстие корпуса должно быть перекрыто телом ползуна.

На верхней плоскости корпуса блокирующего устройства установлено стопорное устройство 23, ось 24 которого подпружинена и скользит по боковой стенке ползуна. При перемещении ползуна вверх она входит своим острием в канавку ползуна, Фиксируя перекрытое положение отверстий корпуса и ползуна.

Планки 25, расположенные горизонтально, жестко связаны с корпусом 15 блокирующего устройства, имеют Ilo од"

1708897 ному сквозному отверстию диаметром, несколько большим диаметров болтовна пра в ля ющих 26 ос уши т еля, с вобод но проходят через них и устанавливаются на нижние регулировочные гайки 27, причем основание 21 ползуна должно касаться оси 28 фланца-клапана 29 и их вертикальные оси должны строго совпадать. Фиксируется положение 10 планок с блокирующим устройством на болтах-направляющих осушителя верхними гайками 30, а поступательное движение планок (вниз и вверх) можно осуществлять вращением нижних f5 и верхних гаек, тем самым регулируя положение "Касание" оси Фланца-клапана и основания ползуна. датчик 31 нажимного действия электрически связан с блоком сигнализации 20 и установлен в центре планки 32, которая имеет два сквозных отверстия, лиаметром несколько большим диаметров болтов-направляющих 26 осушителя и устанавливается на нижние регулировочные гайки 33, причем датчик должен быть строго установлен по центру плоскости верхней части ползуна. Фиксируется положение планки на болтах-направляющих верхними гай-. ками 34. Поступательное p,âèæåíèå планки с датчиком (вниз или вверх) можно осуществить вращением нижних и верхних гаек, что позволяет регулировать необходимый зазор (0,5 мм) между датчиком и ползуном. Одновре35 менно необходимо отрегулировать усилие прижима фланца-клапана к уплотнительной резине на аварийное давление, при котором он начинает действовать.

Поворотами вентиля баллона 1 и редуктора 2 по показаниям ротаметра

7, манометров 8 и 9 устанавливают необходимый технологический расход и давление газа для рафинирования.

Через блокирующее устройство 5 газ беспрепятственно поступает в систему, так как ползун устройства находится в нижнем положении и щелевидные отверстия его и корпуса устрой ства полностью совладают. Газ проходит по газопроводящей системе установки и поступает в расплав через газораспределитель 13.

В аварийной ситуации, когпа дос55 туп газа в расплав по каким-либо причинам прекращен, B газопроводящей системе начинает повышаться яавление, фиксируемое манометрами 8 и 9.

Под действием давления газа Фланецклапан 29 поднимается, скользя по болтам-направляющим 26, сжимая пружину 35, а осью 28 воздействуя на основание 21 ползуна 17, который начинает подниматься, полностью перекрывая отверстие корпуса блокирующего устройства и сжимая пружину 20. В свою очереаь верхняя часть ползуна воздействует на датчик 31 сигнализации, замыкаются его контакты, блок

11 сигнализации оповещает оператора о необходимости его вмешательства.

Питание блока сигнализации осуществляется от батарей постоянного тока.

Верхнее положение ползуна фиксируется стопорным устройством 23, подпружиненная ось которого входит в прорезь 19 ползуна 17.

В этот момент межпу фланцем-клапаном 29 и уплотнительной резиной 22 образуется щель, через которую незначительное количество газа удаляется в атмосферу. Под действием разжавшейся пружины 35 Фланец-клапан вновь плотно прижимается к уплотнительной резине, герметизируя осушитель. После I устранени причины аварии.ось стопорного устройства выводят из ка на вки ползуна, который под действием пружины врзвращается в исходное положение, что приводит к автоматическому выключению сигнализации установки.

Элементы световой и звуковой сигнализации соединены по схеме параллельного в ключ ения . !

В предлагаемом техническом решении в отличие от известного повышена надежность конструкции, так как она не зависит от капризов работы электроподстанций. Благодаря применению блокирующего устройства в виде затвора механического действия, его местоположению и принципу работы обеспечивается взрывобезопасность установки. По сравнению с известным предлагаемое техническое решение более технологично. 0оступ газа в систему в аварийной ситуации (при отключенном сетевом напряжении) на известной установке прекращает оператор, а в предлагаемом техническом решении - автомат с одновременным оповещением сигнализацией, так как отключение напряжения для последнего, 1 не играет никакой роли.

1700ЦЯ

U2.

Ррецлагаемая установка предназначена для работы в автономном режиме, что выгодно отличается от известной, Конструкция ее пол ност ью предот вращает потери рафинирующего газа в аварийной ситуации. Это является важным не только с точки зрения экономии, но и s экологическом плане.

Малогабаритность {не более 620 х 1500 1520 мм), автономность и мобильность установки позволяют использовать ее для рафинирования алюминиевых расплавов в любых цехах.

Мобильный вариант установки может с успехом заменить несколько установок стационарного типа.

Фор мула и зобр ет ения

1. Установка для рафинирования сплавов газами, содержащая баллон с газом и редуктором на выходе, последовательно расположенные ротаметр, осушитель с предохранительным фланцем-клапаном с планкой, установленной на направляющих, и манометрами на входе и выхоце газа, запорный вентиль и газораспределитель, блокирующее устройство, установленное в газоподводящей системе между редуктором и ротаметром, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, взрывобезопасности, технологичности, обеспечения автономности и сокращения потерь рафини" рующего газа, установка снабжена

5 стопорным средством, блокирующее устройство выполнено в виде затвора меха ничес кого дейст вия, имеющего корпус со штуцерами для входа и выхода газа, жестко укрепленный на планке, с возможностью регулирования положения планки по направляющим относительно оси фланца-клапана с подпружиненным эллипсовидным ползуном, расположенным внутри корпуса по оси фланца-клапана с возможностью перемещения agoëü вертикальной оси и контакта с осью фланца-клапана и имеющим отверстие, межпу штуцерами выполнено сквозное горизонтальное щелевидное отверстие, совпадающее с отверстием в теле ползуна при его нижнем положении и перекрываемое телом ползуна при его верхнем положении, фиксируемом стопорным средством.

2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я что она снабжена латчиком нажимного действия, расположенным над ползуном на оси фланца-. клапана, имеющим возможность контакта с ползуном и расположенным на планке с возможностью регулировки его вертикального положения относительно ползуна по направляющим.

170889?

Составитель Р. вколотой

Ревактор М.Ретрова Техреа А.Кравчук: Корректор A.Îáðó÷àÐ

Заказ 406

Тираж

Подписное

В1!ИИПИ Го-уддрствонн< го к,i .ятота по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

1130 35, Ъ r кн.1, И-35, Рдушская наб., д. 4/5

Произвo)gствeнио-издато:.вский комбинат "Натент", i, Укг род, ул. Гагарина 101

1Г арин,.В,