Устройство для автоматического соединения продувочного сопла с системой подачи жидких и газообразных материалов

 

Применение: изобретение относится к металлургии, в частности, к устройствам для продувки расплава. Сущность: настоящее изобретение предусматривает средства для жесткого закрепления сопла к тележке-держателю сопла, перемещающуюся вдоль направляющей, и средства закрепления коллектора по отношению к тележке-держателю сопла и позволяющие вертикальное перемещение коллектора по отношению к тележке-держателю сопла и наоборот. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее устройство относится к устройству для автоматического соединения продувочного сопла с системой подачи жидких и газообразных материалов.

Изобретение относится, в частности, к соплам, которые используются для переработки чугуна в сталь, они погружаются в конвертор для подачи рафинирующих веществ в металлическую ванну. Для этой цели в соплах имеется ряд каналов, в общем случае концентрических, для подачи этих веществ и для охлаждения сопла.

В патенте США N 3972515 предложено устройство для подсоединения такого сопла герметично к коллектору, который соединен с трубопроводами, по которым в сопло подаются рафинирующие вещества и охлаждающая жидкость. Естественно, поверхности контакта сопла и коллектора должны быть герметизирующими поверхностями, чтобы устранить любую утечку этих газообразных веществ, а прижим между коллектором и соплом должен быть достаточно сильным, чтобы сохранить герметичность.

В соответствии с указанным документом устройство крепления сопла к коллектору осуществляется вручную при помощи стягивающих болтов. В предложенном в патенте ДЕ-A1-382892В устройстве крепление сопла к коллектору осуществляется автоматически, при помощи поворотных крюков, которые приводятся в действие гидравлическими домкратами.

Как в первом, так и во втором патентах оба устройства закрепления между соплом и коллектором должны обеспечить не только герметичность соединяемых поверхностей, но и удерживать сопло, которое держится на коллекторе. Отсюда с необходимостью следует, что должно быть очень жесткое крепление между соплом и коллектором и, как следствие этого, прокладка и трубопроводы испытывают сильные вибрации за счет сопла.

Цель изобретения предусмотреть улучшенное устройство описанного выше типа, в котором соединение сопла с коллектором осуществляется автоматически, однако в котором в отличие от известных устройств поверхности контакта и прокладка между коллектором и соплом не подвергаются вибрациям, т.е. ударам, которые действуют на сопло при его работе и при манипулировании с ним. Для достижения этой цели предлагаемое настоящим изобретением устройством автоматического соединения отличается средствами для закрепления жестким образом сопла к тележке-держателю сопла и средствами, которые обеспечивают удержание коллектора по отношению к тележке-держателю сопла и позволяют коллектору перемещаться вертикально по отношению к тележке-держателю сопла и наоборот.

В соответствии с первым вариантом реализации коллектор устанавливается на тележке-держателе сопла и он может быть скреплен через посредство коллектора и сопла с тележкой-держателем сопла, или он может быть сделан неподвижным под действием силы тяжести по отношению к направляющей этой тележки.

В соответствии с первым способом реализации изобретения коллектор может быть установлен посредством упругих элементов на тележке-держателе сопла. Для этой цели на нем может быть наружный фланец, которым он удерживается между тремя парами вертикальных пружин, закрепленных на плите, скрепленной с тележкой-держателем сопла. Тележка-держатель сопла может перемещаться при помощи направляющих роликов относительно тележки-держателя коллектора, когда эта тележка неподвижна относительно направляющей. Такое фиксирование может быть осуществлено при помощи подвижного упора под действием домкрата, упор фиксирует тележку-держатель сопла относительно направляющей.

В соответствии с одним из вариантов реализации изобретения тележка-держатель коллектора удерживается, по меньшей мере, одним домкратом, установленным на тележке-держателе сопла, чтобы можно быть переместить тележку-держатель коллектора при смене сопла.

В соответствии с другим способом реализации коллектор скользит непосредственно на тележке-держателе сопла без промежуточного держателя коллектора и может удерживаться по отношению к этой тележке при помощи подвижного упора или при помощи домкрата, как и в первом способе реализации изобретения.

В отличие от известных устройств, в которых сопло жестко скреплено с коллектором, предлагаемое устройство предусматривает жесткое крепление сопла на тележке-держателе сопла и обеспечение закрепления коллектора при помощи тележки-держателя сопла. Таким образом, действующие на сопло вибрации и удары передаются на тележку-держатель сопла. Наоборот, за счет нежесткой подвески, коллектор, когда он скреплен с головкой сопла, адаптируется к вибрациям головки сопла, и герметичность коллектора с соплом не нарушается на уровне соединения.

Для закрепления сопла с коллектором на коллекторе могут быть два захвата, поворачивающиеся под действием гидравлического домкрата через посредство тяг, эксцентричных по отношению к оси захватов.

Для скрепления сопла с тележкой-держателем сопла на сопле могут быть две пары пальцев, а на тележке имеется две пары опор, в каждой из которых имеются пазы для установки пальцев сопла, эти пазы сделаны в захватах, которые срабатывают под действием домкрата, чтобы блокировать пальцы в пазах, скрепляя тем самым сопло с тележкой-держателем сопла.

Другие особенности и характеристики будут ясны из детального описания нескольких предпочтительных способов реализации, которые приводятся ниже вместе с прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1-5 представлен вид сбоку первого способа реализации с различными способами закрепления сопла с коллектором; на фиг. 6 вариант способа реализации по фиг. 1-5; на фиг. 7 вид снизу вверх второго способа реализации.

На чертежах показана тележка-держатель 8 сопла, которая может перемещаться вертикально, например, при помощи направляющих роликов 12 вдоль направляющей или дорожки 10 качения при помощи тросов или цепей, накручивающихся на шкив 14 так, чтобы погружать подвешенное к тележке 8 сопло 16 в конвертор или чтобы извлекать сопло (конвертор не показан).

Для закрепления сопла 16 на тележке 8 на ней имеется пара верхних держателей 18 и пара нижних держателей 20. На чертежах один из держателей каждой пары скрыт держателем, который виден на чертеже. Два держателя каждой пары достаточно удалены горизонтально друг от друга так, чтобы между ними могло разместиться сопло 16, перемещаемое при помощи захвата 22. В двух держателях 18, 20 имеются пазы 30, 32, соответствующие верхней паре пальцев 28 и нижней паре пальцев 26, которые имеются на сопле 16 и при помощи которых сопло устанавливается в пазы 30, 32, при помощи захвата 22, для закрепления сопла 16 захватом 22 служит другая пара пальцев 24.

Каждый из пазов 30, 32 связан с одной или несколькими, предпочтительно двумя парами захватов, верхних и нижних 34, 36 (один из захватов каждой пары виден на чертежах), чтобы обеспечить фиксирование сопла 16 в пазах 30, 32 и для закрепления сопла 16 в тележке 8. Каждая пара захватов 34, 36 приводится в действие одним или, предпочтительно, парой домкратов 38, 40. Захваты 34, 36 устанавливаются так же, как и в патенте ДЕ-A1-3828928, на эксцентричных осях так, чтобы осуществлять известное само по себе сложное перемещение поворота и трансляции.

Действительно, под действием домкрата или домкратов 38 захваты 34 осуществляют поворот вокруг своей оси, сопровождаемый небольшим опусканием их оси, чтобы запереть пальцы 28 в пазах 30. Под действием домкрата или домкратов 40 захваты 36 за счет эксцентричной установки осуществляют горизонтальное трансляционное движение небольшой амплитуды так, чтобы запереть или освободить пальцы 26 в пазах 32. Цифрой 42 обозначен коллектор, соединенный с трубопроводами 44, по которым подаются вещества для рафинирования, а также с трубопроводами 46 охлаждения. Способ соединения коллектора 42 с трубопроводами и как они проходят в коллекторе более детально описан в указанных двух патентах, иллюстрирующих состояние техники.

В соответствии с одной из особенностей первого способа реализации коллектор установлен при помощи упругих элементов на тележке-держателе 48 коллектора, которая может перемещаться вертикально относительно тележки-держателя 8 сопла, и наоборот, при помощи роликов 50. На коллекторе 42 имеется наружный фланец 52, при помощи которого он удерживается между группой нескольких верхних геликоидальных пружин 54 и группой нижних геликоидальных пружин 56, некоторые из этих верхних и нижних пружин на чертеже не видны. При помощи коаксиального стержня каждая верхняя и нижняя пружины 54, 56 прикрепляется к пластине 60, закрепленной на тележке-держателе 48 коллектора. Следовательно, коллектор имеет относительную свободу перемещения между верхними 54 и нижними 56 пружинами.

Хотя фиксирование коллектора 42 к тележке 48 при помощи пружин дает преимущество его гибкости вверху, следует отметить, что такое гибкое крепление необязательно вследствие того, что сопло 16 не удерживается коллектором, а удерживается тележкой 8 сопла, за счет чего и получается требуемый эффект.

Предложенное устройство имеет, кроме того, средства для иммобилизации тележки-держателя 48 коллектора по отношению к направляющей 10, при этом тележка-держатель 8 сопла остается свободной для вертикального перемещения относительно тележки-держателя 8 коллектора и направляющей 10. В приведенном примере эти средства представляют собой упор 62, который горизонтально перемещается под действием домкрата 64. Когда домкрат 64 выдвинут, как показано на фиг. 1, упор 62 проходит под тележкой 48 и образует опору для удержания тележки и коллектора 42. Вместо скользящего упора можно предусмотреть поворачивающийся упор.

Теперь с помощью фиг. 1-5, будет описана последовательность соединения сопла 16 с коллектором 42. Сопло 16 подводится захватом 22 и пальцами 28, 26 устанавливается в пазы 30, 32. Затем захват 22 может быть опущен, чтобы сопло 16 своими пальцами 28, 26 удерживалось в пазах 30, 32, после чего захват может быть отведен (см. фиг. 2). Затем срабатывают домкраты 38, 40 и запирают пальцы 28, 26 сопла в пазах 30, 32 (см. фиг. 3), тем самым сопло 16 закрепляется на тележке 8.

Показанный на фиг. 4 последующий этап состоит в реализации соединения коллектора 42 с плоскостью стыка 70 сопла 16. Для этой цели на коллекторе 42 имеется пара захватов 66, которые работают под действием тяг с эксцентричным поворотом, когда пластина 67 перемещается гидравлическими домкратами 69. Эти захваты 66 подобны захватам 34, т.е. они смонтированы на оси, которая при повороте осуществляет небольшое перемещение в вертикальном направлении за счет тяг, эксцентричных по отношению к оси захвата.

Для подсоединения тележка-держатель 8 сопла возвращается в положение на фиг. 4, пока плоскость 70 соединения сопла не будет в контакте с нижней стороной коллектора 42 или же в непосредственной близости от нее, для этой цели в ней может быть выемка для приема сопла 16 вместе с соответствующими прокладками. Затем действуют домкраты 68 для закрывания захватов 66 и зацепления пальцев 28, как показано на фиг. 5. С этого момента коллектор 42 скреплен с соплом 16 и следовательно с тележкой-держателем 8 сопла.

Следующая операция состоит в срабатывании домкрата 64, чтобы стержень домкрата освободил упор 62 от тележки-держателя 48 коллектора (фиг. 5) и тележка была свободна относительно направляющей 10. После этого тележка 48 удерживается тележкой-держателем 8 сопла при помощи пружин 54, 56, коллектором 42 и соплом 16. Теперь достаточно опустить комплект, состоящий из двух тележек 8 и 48, вдоль направляющей 10 и погрузить сопло 16 в конвертор.

Демонтаж сопла 16 состоит из тех же операций, но в обратном порядке, т. е. сначала поднимают тележку 8, чтобы сопло 16 вышло из конвертора, домкратом 64 устанавливается упор для тележки-держателя 48 коллектора открываются захваты 66, тележка-держатель 8 сопла опускается, открываются захваты 34 и 36 и освобождается сопло 16 при помощи захвата 22.

На фиг. 6 показан вариант описанного выше способа, он позволяет устранить упор 62 и его домкрат 64. В соответствии с этим вариантом тележка-держатель 48 коллектора удерживается одним или двумя домкратами 74, закрепленных на тележке-держателе 8 сопла. При замене сопла тележка-держатель 8 сопла с соплом 16 остается неподвижной, а тележка-держатель 48 коллектора перемещается под действием домкрата 74, сближая или удаляя коллектор и сопло, в противоположность способу реализации по фиг. 1-5, по которому тележка-держатель 48 коллектора остается неподвижной. Преимуществом этого варианта является то, что при смене сопла нет необходимости использовать лебедку и шкивы 14.

На фиг. 7 показан вид сверху второго способа реализации. Цифрой 8 обозначена тележка-держатель сопла с роликами 12 и идентичными роликами первого способа реализации. Цифрой 76 обозначен коллектор с патрубками 78. В отличие от первого способа реализации коллектор 76 не удерживается тележкой, но на нем непосредственно имеются ролики 80 качения и направляющие ролики 82, перемещающиеся в соответствующих вертикальных направляющих 84 тележки-держателя 8 сопла, они позволяют коллектору 76 вертикально скользить по отношению к тележке 8. Вертикальное крепление коллектора 76 может быть осуществлено, подобно фиг.1-5, за счет сопла 18 и упора 62, который не показан или при помощи не показанного домкрата, как на фиг. 6.

Преимуществом способа реализации по фиг.7 является более простая, более компактная и более надежная конструкция. 2

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического соединения продувочного сопла с системой подачи жидких или газообразных материалов при продувке ванны с расплавленным металлом через сопло, содержащее каретку-держатель сопла, установленную с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей, коллектор, установленный на каретке-держателе сопла и соединенный с системой подачи жидких и газообразных материалов, средства для герметичного соединения сопла с коллектором, причем эти средства включают захваты с приводным органом, размещенные на коллекторе, для удержания пальцев, расположенных на сопле, отличающееся тем, что оно снабжено средствами для соединения корпуса сопла с кареткой-держателем перед соединением сопла с коллектором и средствами для независимого вертикального перемещения коллектора вдоль направляющей относительно каретки-держателя сопла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для перемещения коллектора относительно каретки-держателя сопла выполнено в виде дополнительной каретки, установленной с возможностью соединения с кареткой-держателем сопла при соединении коллектора с соплом фурмы и с возможностью фиксации на направляющей.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что коллектор закреплен на дополнительной каретке с помощью упругих средств.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что коллектор выполнен с наружным фланцем, на дополнительной каретке установлена пластина, на которой закреплено несколько пар вертикальных пружин, между которыми размещен фланец коллектора для закрепления коллектора на дополнительной каретке и обеспечения его упругой фиксацией.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каретка-держатель сопла выполнена с направляющими роликами для обеспечения перемещения ее относительно дополнительной каретки при фиксации последней на направляющей.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено упором с приводом в виде домкрата для фиксации дополнительной каретки на направляющей.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено не менее, чем одним домкратом, установленным на каретке-держателе сопла для удерживания дополнительной каретки-держателя коллектора и для перемещения последней при замене сопла.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на коллекторе установлены ролики с возможностью перемещения по каретке-держателю сопла для обеспечения перемещения коллектора относительно последней.

9. Устройство по каждому из пп. 1-7, отличающееся тем, что на сопле выполнена дополнительная пара пальцев, на каретке-держателе сопла выполнены две пары держателей и приводы захватов выполнены в виде домкратов, при этом держатели выполнены с пазам и соединены с крюками, установленными с возможностью поворота для фиксации в пазах пальцев на сопле.

10. Устройство по каждому из пп.1-6, отличающееся тем, что на коллекторе установлены два захвата в виде крюков с возможностью поворота их домкратами и тяги, размещенные эксцентрично относительно оси захватов для закрепления коллектора на плоскости и соединения сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7