Устройство для очистки головки кислородного копья

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для очистки головки кислородного копья, погружаемого в металлургический ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы. Цель изобретения - снижение себестоимости устройства и повышение качества очистки . Устройство содержит фрезерную головку, расположенную на верхнем конце центральной трубы с возможностью перемещения , на котором также размещено центрирующее устройство, представляющее собой направляющие ролики. В средней части центральной трубы установлены элементы в виде призматических шпонок для защиты от проворачивания. На нижнем конце центральной трубы закреплен гидроцилиндр амортизатора. Привод фрезерной головки выполнен в виде редукторного двигателя и закреплен на центральной трубе. 17 з.п.ф-лы, 3 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 5/28, 5/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4742076/02 (22) 10.10.89 (46) 23.03.92,Бюл, № 11 (31) А2509/88 (32) 11.10.88 (33) AT (71) Фоест-Альпине Индустрианлагебау

ГмбХ (AT) (72) NoxaHH Фолер (AT) (56) Патент Ф P Г ¹ 2364911, кл. С 11 С 5/46, 1976.

Патент Австрии

¹ 381795, кл. G 01 N 1/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГОЛОВКИ КИСЛОРОДНОГО КОПЬЯ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для очистки головки кислородного копья, погружаемого в меИзобретение относится к металлургии, а именно к устройствам для очистки головки кислородного копья, погружаемого в металлургический ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы.

Целью изобретения является снижение себестоимости устройства и повышение качества очистки.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки головки кислородного копья, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг, 3 — узел! на фиг. 2.

Копье 1 содержит на своей головке 2 проходящий в направлении ее оси 3 контактный стержень 4 для приема измерительного зонда, который на своем свободном конце выполнен с сужающимся концом 5. В течение процесса измерения копье 1 погружается насаживаемым на контактный стержень 4 измерительным зондом (не показан). Ж, 1722233 А3 таллургический ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы.

Цель изобретения — снижение себестоимости устройства и повышение качества очистки. Устройство содержит фрезерную головку, расположенную на верхнем конце центральной трубы с возможностью перемещения, на котором также размещено центрирующее устройство, представляющее собой направляющие ролики. В средней части центральной трубы установлены элементы в виде призматических шпонок для защиты от проворачивания. На нижнем конце центральной трубы закреплен гидроцилиндр амортизатора. Привод фрезерной головки выполнен в виде редукторного двигателя и закреплен на центральной трубе.

17 з.п,ф-лы, 3 ил. например, в находящейся в конверторе расплав, проходя через плавающий на поверхности расплава шлак, причем головка 2 несколько раз входит в контакт со шлаком.

Головка 2 содержит на своей торцовой стороне 6 кол ьцеобразную выемку 7, в которую вводится верхний конец измерительного зонда так, чтобы предотвратить проникновение шлака или расплава в область между контактным стержнем и измерительным зондом, Эта кольцевая выемка 7 и примыкающая к ней область торцовой стороны 6 головки 2 должны защищаться от возникновения налетов шлака или расплава, чтобы после проведения измерения, т.е. после снятия одного измерительного зонда с контактного стержня, обеспечить возможность насаживания нового измерительного зонда и достижения контакта между находящимися на нижнем конце контактного стержня контактных участках 8 и сообщающимися

1722233 контактными участками измерительного зонда.

С этой целью насаживаемое снизу на контактный стержень 4 очистительное устройство 9 может перемещаться в боковом направлении в направлении копья 1 или наоборот. Это очистительное устройство 9 содержит в насаженном состоянии соосно окружающую контактный стержень 4, т.е. проходящую на одной прямой с осью копья центральную трубу 10. На верхнем конце, имеющей кольцевое поперечное сечение центральной трубы 10 расположена фрезерная головка 11, которая располагается на одной прямой с центральной трубой 10, однако укреплена в вертикальном направлении без возможности смещения.

Фрезерная головка 11 содержит прилегающую к торцовой поверхности 12 центральной трубы 10, имеющую форму диска, вставку 13, которая с возможностью вращения вставлена в отверстие 14 верхней части

15 укрепленного на центральной трубе 10 корпуса 16 передачи. На верхней стороне вставки 13 в выемке 17 крепится основание

18 фрезерной головки 11 с фрезеровочными зубьями 19, форма которых выбрана в соответствии с формой кольцевой выемки 7 головки 2.

Фрезерная головка жестко соединена с расположенным на одной прямой с осью 20 центральной трубы 10 и прилегающим ко вставке 13 цилиндрическим зубчатым колесом 21, например, с помощью винтов 22.

Цилиндрическое зубчатое колесо 21 укреплено с помощью подшипника 23 с возможностью вращения на внешней оболочке 24 верхнего конца центральной трубы 10 и прилегает ко внутренней стороне 25 нижней части 26 корпуса 16 передачи, за счет чего оно укреплено без воэможности смещения в осевом направлении. В зацепление с цилиндрическим зубчатым колесом 21 входит шестерня 27, расположенная в части корпуса 16 передачи, выходящей за пределы области цилиндрического зубчатого колеса.

Ось 28 вращения шестерни 27 проходит параллельно оси 20 центральной трубы 10, причем вал 29 шестерни укреплен с возможностью вращения с помощью подшипников 30 и 31 в корпусе 16 передачи. Вал 29 шестерни входит своим нижним концом 32 в проходящую параллельно центральной трубе 10, выступающую часть 33 корпуса, которая оснащена фланцем 34, к которому прифланцован редукторный двигатель 35, Вал 29 шестерни соединен своим нижним концом 32 через муфту 36 с приводным валом 37 редукторного двигателя 36, С целью достижения равновесия очистительного устройства 9 бугель 38 прикреплен к центральной трубе 10 или к корпусу 16 передачи двумя плечами 39, которые простираются до. области, противоположной редукторному

5 двигателю 35 относительно оси 20 центральной трубы 10 и оснащены в этой области противовесом 40.

На верхнем конце центральной трубы

10 предусмотрено центрирующее устройст10 во 41, которое содержит два расположенных в пронизывающем оболочку центральной трубы 10 корпусе и прилегающих к контактному стержню 4 направляющих ролика 42 и 43, оси 44 которых

15 ориентированы горизонтально и касательно относительно центральной трубы 10 и укреплены с возможностью вращения в держателе 45, который может смещаться в корпусе горизонтально оси 20. Держатели

20 45 и 46 могут фиксироваться с помощью установочного винта в их позиции относительно центральной трубы 10, причем позиция направляющих роликов 43 перед насаживанием очистительного устройства 9

25 на контактный стержень 4 выставляется в соответствии с диаметром контактного стержня.

Третий, регулируемый направляющий ролик 47 центрирующего устройства 41 с

30 также горизонтально ориентированной осью 48 укреплен на высоте обоих фиксируемых направляющих роликов 43 в креплении, образующем поршень 49 гидравлического цилиндра 50, пронизываю35 щего оболочку центральной трубы 10. Все направляющие ролики 43 и 47 расположены смещенными под углом около 120 на периметре центральной трубы 10. В держатель

45 регулируемого направляющего ролика 47

40 ввинчен винт 51 с его концом хвостовика, который направляется в пластине 52, неподвижно укрепленной на внутреннем пространстве гидравлического цилиндра 50.

Головка винта оснащена шайбой 53, кото45 рая направляется с уплотнением по внутренней стенке цилиндра, Между шайбой 53 и пластиной 52 расположены тарельчатые пружины 54, которые оттягивают держатель относительно пластины 53, в результате че50 го регулируемый направляющий ролик 47 перед началом процесса очистки удерживается на расстоянии от контактного стержня

4. В процессе фрезерования регулируемый направляющий ролик 47 вследствие нагру55 жения гидравлического цилиндра 50 прижимается к контактному стержню.

В лежащей ниже центрирующего устройства 41 средней области центральной трубы 10 на внешней оболочке укреплены выполненные по принципу призматических

1722233 шпонок элементы 55 и 56 для защиты от проворачивания, а также стопорное кольцо.

На нижнем конце центральной трубы 10 закреплен гидравлический цилиндр 57 амортизатора 58, простирающегося на 5 протяжении области продолжения контактного стержня 4. Головка цилиндра на нижнем конце гидравлического цилиндра 57 образована укрепленной на оболочке цилиндра упорной гайкой в форме шляпы, ос- 10 нование 60 которой содержит центрирующее отверстие и образует упор для направляемого в гидравлическом цилиндре 57 кольцевого поршня 59.

Кольцевой поршень 59 содержит выпол- 15 ненное в его нижней области с расширением сквозное отверстие 61, в которое входит конец 5 контактного стержня 4. Сквозное отверстие 61 оснащено на его верхнем кон- це центрирующим приспособлением 62, ко- 20 торое выполнено в качестве конусной упорной поверхности для контактного стержня 4, содержащего в области перехода к продолжению контрупорную поверхность

63, сообщающуюся с этой упорной поверх- 25 ностью. На основании 60 упорной гайки укреплены одна внешняя и одна внутренняя направляющие гильзы 64 и 65 для кольцевого поршня 59, расположенные концентрически относительно кольцевого поршня 59 и 30 прилегающие с уплотнением к его внешней или внутренней окружной поверхности.

Кольцевой поршень 59 опирается с помощью предусмотренной в расширенной нижней области сквозного отверстия 61 35 пружины 66 сжатия о верхнюю торцовую сторону 67 внутренней направляющей гильзы 64, за счет чего имеющая форму конуса упорная поверхность 62 кольцевого поршня

59 прижимается к контрупорной поверхно- 40 сти 63 контактного стержня 4. Кольцевой поршень 59 является., таким образом, подпружиненным относительно фрезерной гоIlGBKM 11.

Оболочка гидравлического цилиндра 57 45 содержит проходящее параллельно оси 20 центральной трубы 10 вертикальное отверстие 67 и примыкающее к нему, ведущее радиально наружу горизонтальное отверстие 68, которые образуют канал 69 для масла, К этому каналу 69 для масла подключена 50 гидравлическая линия 70, которая соединяет имеющее кольцевую форму внутреннее пространство гидравлического цилиндра 57 с внутренним пространством гидравлического цилиндра 50 центрирующего устройства 41. Гидравлическая линия 70 впадает 55 через разветвительную линию 71 во внутреннее пространство корпуса 16 передачи, причем в разветвительной линии 71 предусмотрен регулируемый с помощью манометра 72 редукционный вентиль 73. Оснащенная обратным вентилем 74 линия 75 для подвода масла внешне расположенного резервуара 76 масла впадает в гидравлическую линию 70. Резервуар 76 для масла соединен с помощью обратной линии 77 с внутренним пространством корпуса 16 передачи.

Очистительное устройство 9 удерживается очистительным манипулятором 78, расположенным на платформе и содержащим вращающуюся вокруг поворотной оси 79 гильзу 80, на которой расположен радиально выступающий, состоящий из двух частей рычаг 81, Выступающий рычаг 81 может поворачиваться с помощью установочного цилиндра 82, который шарнирно укреплен на рычаге 83, жестко прикрепленном к гильзе

80 так, что очистительное устройство 9 может перемещаться по имеющей круговую форму траектории А движения. Несущая очистительное устройство 9, образующая свободный конец выступающего рычага 8 внешняя часть 84 может опускаться и подниматься относительно укрепленной на поворотной гильзе 80 внутренней части 85 вдоль направляющей планки 86, которая укреплена неподвижно на проходящей вниз в вертикальном направлении траверсе 87 внутренней части 85. Вертикальное движение смещения осуществляется с помощью шарнирно укрепленного с одной стороны на вертикальной траверсе 87, а с другой стороны — на внешней части 84 рычага 81 ходового цилиндра 88. Очистительное устройство

9 опирается на седло 89 о внешнюю часть

84 выступающего рычага 81 и может сниматься с нее.

На платформе наряду с очистительным манипулятором 78 расположен манипулятор 90 зонда, который содержит расположенную на платформе и поворотную вокруг оси 91 стойку 92. На стойке 92 укреплена выступающая консоль 93 с возможностью смещения в вертикальном направлении, на свободном конце которой расположен захват 94, который служит для извлечения зонда из магазина М и передачи зонда к копью

1 или же для снятия зонда с копья 1, причем зонд удерживается парами 95 цанговых кулачков захвата 94. Захват 94 также может перемещаться по имеющей окружную форму траектории Б движения, радиус которой больше радиуса траектории А движения очистительного устройства 9. Обе траектории А и Б движения взаимно пересекаются в точке В.

Устройство работает следующим образом.

1722233

Захват 94 манипулятора 90 зонда пере- лавке 2 частицы шлака или металла удаляводится на траекторию А движения очисти- ются с помощью фрезеровочных зубьев. тельного манипулятора 78 в изображенную В течение процесса фрезерования конштрихпунктирной линией позицию Г-при- тактный стержень 4 прижимается своей ема, в которой проложенная через имею- 5 контрупорной поверхностью 63 к упорной щие форму окружности отверстия пар 95 поверхности 62 кольцевого поршня 59 гидцанговых кулачков ось 96 располагается в равлического цилиндра 57. За счет этого точке 73 пересечения. После открывания кольцевой поршень 59 смещается против пар 95 кулачков очистительное устройство 9 действия пружин 66 сжатия вниз до моменпереводится из изображенной сплошной 10 та обеспечения контакта между имеющей линией позиции Д покоя в изображенную кольцевую форму торцовой поверхностью штрихпунктирной линией позицию Е пере- 97 поршня и основанием 60 упорной гайки. дачи, в которой ось 20 центральной трубы 10 Подача фрезерной головки 11 ограничиваетрасполагается в точке В пересечения траек- ся, таким образом, посредством расстояния торий А и Б движения и на одной прямой с 15 L между торцовой поверхностью 97 поршня которой находится ось 96, проложенная че- и основанием 60 упорной гайки, рез имеющие форму окружности отверстия С помощью движущегося вниз кольцепар 95 цанговых кулачков. Положение по вого поршня 59 вытесняется гидравличевысоте, очистительного устройства 9 и за- ское масло из имеющего кольцевую форму хвата 94 выбрано при этом таким образом, 20 внутреннего пространства 98 гидравличечт о средняя область центральной трубы 10 ского цилиндра 57 и гидравлический цирасполагается на высоте открытых пар 95 линдр 50 центрирующего устроиства цанговых кулачков, причем пары 95 цанго- нагружается через гидравлическую линию вых кулачков охватывают центральную тру- 80, причем обратное протекание гидравлибу 10 на высоте элементов 55 для защиты от 25 ческого масла в резервуар 76 с маслом предотвращается обратным вентилем 74.

Центральная труба 10, внешний диа- Регулируемыйнаправляющийролик47приметр Д которой в средней области прибли- жимается в результате этого к контактному зительно соответствует диаметру зонда, стержню 4, Давление гидравлического масзажимается парами 95 цанговых кулачков, 30 ла возрастает вследствие уменьшения имекоторые охватывают центральнуютрубу10 ющего кольцевую форму внутреннего не полностью, а таким образом, что на сво- пространства 98 гидравлического цилиндра бодных концах цанговых кулачков остается 57 до достижения максимального давления, зазор для элементов 55 защиты от провора- выставленного с помощью манометра 72. чивания. Стопорное кольцо 56 расположено 35 После этого отпирается редукционный венна верхней паре цанговых кулачков, в ре- тиль 73 в разветвительной линии 71 и гидзультате чего центральная труба 10 не мо- равлическое масло поступает во внутреннее жет соскользнуть вниз. В завершение пространство корпуса 16 передачи. очистительное устройство 9 снимается с После того, как торцовая поверхность седла 89 очистительного манипулятора 78 40 97 кольцевого поршня 59 гидравлического посредством подъема консоли 93 манипуля- цилиндра 57 войдет в контакт с основанием тора 90 зонда или опускания седла 89, а 60 упорной гайки, подача манипулятора 90 захват 94 переводится очистительным уст- зонда и редукторный двигатель 35 отключаройством 9 в изображенную сплошной ли- ются, например, с помощью концевого вынией рабочую позицию Ж ниже головки 2, в 45 ключателя. Манипулятор 90 зонда опускает которой ось 20 центральной трубы 10 про- очистительное устройство 9 в область ниже ходит на одной прямой с осью 3 копья 1 (на контактного стержня 4 и переводится в пофиг. 2 в рабочей позиции изображен лишь зицию Г приема. После снятия очистительманипулятор 90 зонда без копья 1 и очисти- ного устройства 9 с помощью тельного устройства 9), 50 очиститебьHOãо манипулятора 78 последПосле этого консоль 93 манипулятора ний, после того, как манипулятор 90 зонда

90 зонда переводится вверх, а центральная деблокирует очистительное устройство 9 труба 10 насаживается на контактный стер- посредством открывания пар 95 кулачков, жень 4. После того, как фрезерная головка переводится в позицию Д покоя.

11 будет установлена в соответствующую 55 В соответствии со следующей формой позицию (приблизительно при 80 g, общего исполнения возможны также перевод очихода) ниже головки 2, манипулятор 90 зон- стительного устройства 9 с помощью очида после включения редукторногодвигателя стительного манипулятора 78 в позицию, в

35 переключается в режим подачи фрезы с которой ось 3 копья 1 проходит на одной малой скоростью подачи, Прилипшие к го- прямой с осью 20 центральной трубы 10, и

1722233

5

10 насаживание очистительного устройства 9 с помощью очистительного манипулятора 78 на контактный стержень 4. Длина хода ходового цилиндра 88 должна соответствовать при этом по меньшей мере длине контактного стержня 4.

Возможно также такое построение очистительного устройства, при котором оно является независимым от внешнего электропитания. Все элементы гидравлической системы могут располагаться совместно с очистительным устройством на одной раме, Электропитание может осуществляться с помощью батареи или иного накопителя энергии, который в этом случае может использоваться в качестве противовеса.

Использование данного устройства позволяет повысить качество очистки головки кислородного копья, снизить его себестоимость, а также повысить надежность работы и увеличить его срок службы, Формула изобретения

1. Устройство для очистки головки кислородного копья, содержащее контактный стержень с головкой кислородного копья, погружаемой в ковш и несущей измерительный зонд и/или зонд для отбора пробы, фрезерную головку с приводом, установленную с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения относительно контактного стержня на позиции, соосной с головкой кислородного копья, отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью снижения себестоимости устройства и повышения качества очистки, оно снабжено транспортным средством для его перемещения и центральной трубой, расположенной соосно с фрезерной головкой, размещенной на ее верхнем конце, с возможностью вращения, а на нижнем конце центральной трубы установлен с воэможностью взаимодействия с контактным стержнем концевой упор, при этом в верхней части центральной трубы размещено центрирующее устройство для контактного стержня, а двигатель фрезерной головки расположен на центральной трубе, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что концевой упор представляет собой амортизатор с центральным поршнем, подпружиненным относительно фрезерной головки.

3. Устройство по пп. 1-2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что поверхность взаимодействия с контактным стержнем концевого упора выполнена конусообразной.

4, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что центрирующее устройство представляет собой три направляющих ро15

55 лика с горизонтальными осями вращения, два иэ которых зафиксированы относительно центральной трубы, а третий ролик установлен с возможностью регулировки в направлении ее оси.

5. Устройство по п.4, отл ич а ю ще ес я тем, что, с целью точной регулировки положения фиксации направляющих роликов относительно центральной трубы, каждый из двух направляющих роликов имеет юстировочное устройство, 6. Устройство по пп. 1-4, о т л и ч а ющ е е с я тем, что третий направляющий ролик установлен подпружиненно в направлении, перпендикулярном к оси центральной трубы, с возможностью перемещения посредством регулирующего гидроцилиндра.

7, Устройство по пп. 2 и 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью регулировки направляющей ролика, амортизатор выполнен в виде гидроцилиндра, внутренняя полость которого сообщена с регулирующим гидроцилиндром посредством гидравлической линии.

8. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что двигатель фрезерной головки установлен на выступающем корпусе, размещенном на центральной трубе.

9. Устройство по п.8, отл ича ю щеес я тем, что двигатель фрезерной головки выполнен редукторным.

10. Устройство по пп. 8-9, о т л и ч а ющ е е с я тем, что двигатель фрезерной головки связан с ней посредством муфты и передачи, размещенной в выступающем корпусе.

11, Устройство по пп. 7 и 10, о т л и ч аю щ е е с я тем, что гидравлическая линия сообщена с корпусом передачи посредством дополнительной линии с регулируемым редукционным вентилем.

12. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что поперечное сечение центральной трубы равно поперечному сечению измерительного зонда и/или зонда для отбора пробы, 13. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что транспортное средство представляет собой манипулятор.

14. Устройство по и. 13, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что манипулятор имеет рычаг и седло, установленное на нем с воэможностью регулировки по высоте, а устройство для очистки головки размещено на седле.

15. Устройство по и. 14, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что рычаг манипулятора состоит из двух самостоятельных частей, нижняя из которых установлена с возможностью регулировки по высоте относительно верхней

11

1722233

2 1 части вдоль направляющей вертикальной планки, закрепленной на верхней части рычага.

16. Устройство по пп. 1, 8-10, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено L-образным бугелем, один конец которого закреплен на центральной трубе, а на другом конце установлен противовес, при этом двигатель фрезерной головки и противовес расположены с противоположных сторон центральной трубы.

17. Устройство по и. 16, о т л и ч а ю щ е5 е с я тем, что противовес закреплен в виде накопителя энергии.

18. Устройство по и. 17, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что противовес представляет собой батарею, 10

1722233

1722233

g@в ю

Составитель Е. Хлудов

Редактор И. Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 968 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101