ЗАГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ШАХТНОЙ ВАКУУМНОЙ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области термообработки, в частности - к вакуумным электропечам шахтного типа для высокотемпературного отжига тугоплавких материалов, их сплавов, а так же длинномерных изделий на их основе.
В производственной практике для термообработки тугоплавких материалов, деталей, изделий широкое распространение получили шахтные вакуумные печи сопротивления, оснащенные загрузочно-разгрузочными устройствами поворотного типа.
Очевидно, что необходимым результатом успешного проведения операции термообработки изделий (особенно длинномерных при групповой загрузке) в шахтных электропечах наряду с проведенным в штатном режиме термическим процессом является удобная надежная (безаварийная) загрузка - выгрузка изделий из печи, а так же их перемещение.
С этой целью в составе конструкции каждой вакуумной печи наряду с узлами, при помощи которых непосредственно выполняются операции термообработки (вакуумный цилиндрический корпус с герметизирующей крышкой, нагревательная камера с тепло сохраняющими экранами, нагревателем и приспособлением для установки изделий) органически присутствует специфическое для каждой печи, не менее важное на этапах начала и окончания термических процессов, а так же выполнении регламентных и ремонтных работ на обозначенных узлах, устройство для проведения операций загрузки, выгрузки и перемещения обрабатываемых изделий.
Известна конструкция загрузочно-разгрузочного устройства типа «гусь», которым оснащены электропечь сопротивления - электропечь СШВЭ-1.2,5/25ШМ (Техническое описание печи ИЕВУ 681.313 011ТО от 28.06.1988 г.) и печь ЭСКВЭ-1,2.2,5/25ШМ (Техническое описание печи от 10.10.2009 г).
Однако, в качестве наиболее близкого аналога загрузочно-разгрузочного устройства электропечи, принятого авторами за прототип, является загрузочно-разгрузочное устройство электропечи СШВЭ-1.10/22 ЭТУ145.000.000.000.000СБ (Техническое описание ЭТУ 145.000.000.000ТО от 30.06.2013, производитель ООО «О.З.ВНИИЭТО», г. Истра).
Известное загрузочно-разгрузочное устройство состоит из подъемного механизма в виде барабана с намотанным на него тросом, на конце которого размещено зацепное устройство, и подъемный механизм типа «гусь», который предполагает два типа перемещения: возвратно-поступательное и угловое (поворотное). Возвратно-поступательное перемещение осуществляется вручную при помощи цепи, а угловое - также вручную при помощи поворотного рычага.
Известная печь дополнительно снабжена устройством перемещения и установки крышки вакуумной камеры.
Однако известное техническое решение не свободно от существенных недостатков.
Во-первых, подъемный механизм (барабан с намотанным на него тросом и зацепным узлом) для работы с «садкой» приводится в действие вручную с помощью массивной цепи, которая выполняет роль привода и конструктивно расположена в зоне загрузочно-разгрузочных работ, что мешает безопасному проведению работ, точно и надежно по вертикали ориентировать, а затем опускать (или выгружать) приспособление с группой подвешенных тонкостенных длинномерных изделии в зону нагрева без серьезной опасности повредить изделия, замкнуть, а в худшем случае - сломать изначально хрупкие (в дальнейшем дополнительно рекристаллизованные) элементы нагревателя, экраны нагревательной камеры из тугоплавких материалов Mo, W, Nb.
Во-вторых, загрузочно-разгрузочное устройство выполнено по поворотной схеме в виде «гуся», где, как известно, сложно добиться необходимой точности угла поворота, тем более вручную, с помощью рычага при развороте подвешенной, раскачивающейся громоздкой сборки (приспособления с группой длинномерных изделий), а так же точной осевой ориентации ее относительно рабочей зоны нагревательной камеры. Это вызывает неоднократные «примерки» и повторения загрузочно-разгрузочных операций, что увеличивает риск негативных последствий и не способствует увеличению производительности. К тому же, минимальные конструктивные установочные размеры, имеющие место внутри каждой камеры нагрева, между теплосохраняющими экранами, элементами нагревателя и загружаемым приспособлением с изделиями, принятые в печной практике и обусловленные обеспечением максимальной тепловой эффективности нагревательной камеры, дополнительно увеличивают риск замыканий, повреждений и поломок дорогостоящих узлов из тугоплавких материалов, таких как Mo, W, Nb.
Задача и достигаемый при использовании полезной модели результат - обеспечение высокой точности ориентации «садки» в зоне загрузки, повышение надежности и эффективности проведения процессов термообработки, улучшение техники безопасности при выполнении загрузочно-разгрузочных операций с изделиями (особенно в групповом исполнении), а так же увеличение производительности.
Указанный технический результат достигается тем, что в загрузочно-разгрузочном устройстве шахтной вакуумной печи сопротивления, включающем подъемный механизм в виде барабана с намотанным на него тросом, на конце которого размещен зацепной узел, и устройство перемещения подъемного механизма, согласно полезной модели устройство перемещения подъемного механизма выполнено в виде подвижной каретки, установленной на горизонтальных направляющих и выполненной с возможностью прямолинейного перемещения, при этом подъемный механизм размещен на каретке, а каретка и подъемный механизм снабжены электрическими приводами с дистанционным управлением.
Следует отметить, что заявляемое техническое решение обладает дополнительными функциональными возможностями - позволяет отказаться от устройства перемещения и установки крышки вакуумной камеры, которым дополнительно снабжена известная печь, поскольку данное загрузочно-разгрузочное устройство способно также выполнять и эту функцию.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 схематически показана конструкция загрузочно-разгрузочного устройства в составе электропечи.
На фиг. 2 схематически показано загрузочно-разгрузочное устройство в составе электропечи в процессе работы.
Загрузочно-разгрузочное устройство, схематически изображенное на фиг. 1, содержит подъемный механизм в виде вращающегося барабана 1, снабженного электроприводом. На профилированной поверхности барабана намотан трос 2 с зацепным узлом 3, который в свою очередь размещен на механизме перемещения. Механизм перемещения представляет собой подвижную каретку 4 на роликах 5 с подшипниками качения, оснащенную также электроприводом. С помощью роликов 5 каретка перемещается в горизонтальной плоскости по направляющим 6, установленным в верхней части рамной стойки 7 (или под потолком) строго над цилиндрическим вакуумным корпусом 8 с крышкой 9 (вакуумной камерой) электропечи. Движение каретки (и зацепного узла) осуществляется только прямолинейно и плавно со скоростью, исключающей динамические и инерционные нагрузки, а трос с зацепным узлом сориентирован строго по центру (оси) цилиндрического вакуумного корпуса. Управление электроприводами механизмов осуществляется дистанционно «с пола».
Осуществление полезной модели (см. фиг. 1).
Конструкция загрузочно-разгрузочного устройства включает в себя подъемный механизм и устройство его перемещения. Подъемный механизм представляет собой стальной вращающийся барабан 1 диаметром ⌀150 мм с электроприводом, на профилированной поверхности которого в канавки уложен стальной трос 2 диаметром ⌀5 мм с зацепным узлом 3 в виде крюка грузоподъемностью до 200 кг. Трос с крюком ориентированы по центру (оси) цилиндрического вакуумного корпуса электропечи. В свою очередь подъемный механизм стационарно размещен на подвижной стальной каретке 4 с электроприводом длиной 600 мм и шириной 500 мм механизма перемещения с роликами 5 на подшипниках.
Каретка перемещается по направляющим 6 протяженностью 1700 мм, выполненным в виде уголкового профиля 50×50 из стали и установленным в верхней части стойки 7 высотой 2800 мм, которая выполнена из квадратного стального профиля 50×50. Стойка 7 является одновременно составной частью конструкции электропечи, а также в этом исполнении - неотъемлемой частью загрузочно-разгрузочного устройства. Движение каретки осуществляется только строго прямолинейно над цилиндрическим вакуумным корпусом электропечи 8 с крышкой 9, а трос с зацепным узлом 3 постоянно сориентирован с помощью центрирующего приспособления на каретке строго по центру (оси) цилиндрического вакуумного корпуса электропечи, т.е. камеры нагрева и перемещается без рывков и динамических нагрузок. Управление работой механизмов производится дистанционно «с пола».
Последовательность действий при загрузочно-разгрузочных работах на электропечи с целью проведения термообработки изделий поясняется фиг. 2 и начинается с перемещения каретки 4 из зоны хранения А (по направляющим 6) в зону загрузки-разгрузки Б с последующей автоматической фиксацией ее над центром цилиндрической вакуумной камеры 8 электропечи с помощью ограничителей, имеющихся на направляющих. Затем для обеспечения доступа во внутреннюю полость вакуумной камеры 8 снимается крышка 9 с помощью зацепного узла 3 подъемного механизма и перемещается в зону хранения А на подставку 10. Следующей операцией является снятие крышки 11 (оснащенной пакетом теплоизоляции) с корпуса 12 нагревательной камеры. Крышка совмещена с приспособлением 13 для установки изделий 14. Затем осуществляют извлечение и перемещение указанного узла в зону сборки В с изделиями.
По завершении установки изделий 14 на приспособление 13 сборка (11, 13, 14) перемещается из зоны В в зону Б и загружается в нагревательную камеру 12 в полость нагревателя 15. Следующим мероприятием перед проведением непосредственно операции термообработки является перемещение крышки 9 из зоны А в зону Б, установка крышки 9 на цилиндрический вакуумный корпус 8 электропечи и ее герметизация. Последней операцией, завершающей процесс загрузки изделий в печь, является перевод каретки 4 в зону хранения А. После завершения процесса термообработки разгрузочно-загрузочные процессы повторяются в изложенной последовательности.
Таким образом, в заявленном решении экономичным и эффективным способом решена задача обеспечения точного, надежного и удобного выполнения загрузочно-разгрузочных операций с сокращением времени их проведения, улучшением условий труда и техники безопасности.
Кроме того, полезная модель обладает более широкими функциональными возможностями - осуществляет перемещение и установку крышки вакуумной камеры, тем самым позволяя отказаться от дополнительного устройства перемещения и установки крышки, которым снабжены известные шахтные вакуумные печи сопротивления.