КАРЕТКА ФУРМЕННОГО УСТРОЙСТВА С ЛОВИТЕЛЕМ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ФУРМЫ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО КОНВЕРТЕРА

Полезная модель "Каретка фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера" относится к области металлургии, в частности к оборудованию конвертерных цехов.
Известна каретка фурменного устройства с ловителем, которая содержит опору, подвижно закрепленную на корпусе каретки с помощью горизонтальной оси с возможностью поворота в вертикальной плоскости до упора, жестко закрепленного в верхней части корпуса каретки, и эксцентричные кулачковые зажимы, шарнирно закрепленные на опоре и соединенные с помощью тяг с подпружиненным штоком с подвеской, который установлен вдоль вертикальной оси на корпусе каретки, причем тяги расположены вдоль вертикальной оси и выполнены в виде гибких элементов, каждый из которых одним концом шарнирно связан с эксцентричным кулачковым зажимом, а другим - жестко соединен с концом двуплечего рычага, который закреплен на корпусе каретки с помощью шарнирной оси, а противоположный конец двуплечего рычага, шарнирно соединенный с роликом по оси, которая перпендикулярна оси двуплечего рычага, и подвижно установленный в горизонтальном пазу штока (см. патент UA 1155).
Недостаток известной конструкции состоит в том, что эксцентриковые кулачковые зажимы, шарнирно закрепленные на подвижной опоре и соединенные гибкими элементами и двуплечими рычагами со штоком, требуют наличия на направляющей, по которой перемещается каретка, дополнительной шины, которую захватывают при обрыве канатов механизма подъема кулачковые зажимы и удерживают каретку от падения.
Расположенные по оси, между основанием направляющей и фурмой, шина, кулачковые захваты, двуплечие рычаги и подпружиненный шток не позволяют использовать эту конструкцию при ограничено малом расстоянии между металлоконструкциями здания цеха, к которым крепится направляющая, и фурмой, расположенной также по оси каретки.
К тому же тележка такой конструкции не может быть использована на машине подачи кислорода (МПК) со стационарной направляющей, имеющей криволинейные участки перемещения каретки.
Наиболее близким решением, за технической сутью и достигаемым результатом, является «Каретка фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера, содержащая перемещающийся по направляющим корпус с блоком катков и нижним и боковым роликами, шарнирно установленные эксцентриковые кулачки-ловители, и траверсу с механизмом подвески каретки и поворота эксцентриковых кулачков-ловителей, раскрытая в SU 1708867 A1, С21С 5/46, 30.01.1992 /1/-4 л.
В этой конструкции не требуется дополнительная шина и эксцентриковые кулачки взаимодействуют непосредственно с внешней поверхностью направляющей, что позволяет применить эту часть решения для МПК с криволинейными участками движения каретки по направляющей.
Однако центральное расположение подпружиненного штока невозможно осуществить между узлом крепления верхнего блока катков и фурмой в каретке (например, см. патент UA 20817), предназначенной для движения по криволинейным участкам направляющей МПК цехов с ограничено малым расстоянием между металлоконструкциями здания цеха, к которым крепится направляющая, и фурмой, расположенной также по оси каретки.
В названных устройствах подпружиненный шток, шарнирно рычажная система и траверса являются функционально механизмом поворота кулачков-ловителей, обеспечивающими начало взаимодействия эксцентриковых кулачков-ловителей со стационарной направляющей.
В основу полезной модели поставлена задача создать такую каретку перемещения фурмы по стационарной направляющей с криволинейными участками движения, которая могла бы быть установленной в конвертерных цехах с ограничено малым расстоянием между металлоконструкциями, здания цеха, к которым крепится направляющая, и фурмой, а также обеспечивала бы удержание фурмы от падения в конвертер при обрыве и ослаблении натяжения канатов механизма подъема каретки, следовательно, увеличение безопасности эксплуатации.
Поставленная задача достигается тем, что "Каретка фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера, содержащая перемещающийся по направляющим корпус с блоком катков и нижним и боковым роликами, шарнирно установленные эксцентриковые кулачки-ловители, и траверсу с механизмом подъема каретки и поворота эксцентриковых кулачков-ловителей, отличающаяся тем, что механизм подъема каретки и поворота эксцентриковых кулачков-ловителей снабжен установленными подвижно в корпусе каретки по обе стороны симметрично от вертикальной оси двумя штоками с консолями, выполненными съемными с возможностью перемещения вдоль штоков и поворачивания эксцентриковых кулачков-ловителей, при этом нижние концы штоков, воспринимающие нагрузку, создаваемую кареткой и фурмой, снабжены стаканами и пружинами, а верхние концы штоков жестко закреплены в гнездах, выполненных на краях траверсы, соединенной в центре шарнирно с серьгой механизма подъема каретки и поворота эксцентриковых кулачков-ловителей, причем корпус каретки выполнен с разъемом по плоскости ниже опоры фурмы на корпусе, а штоки выполнены опирающимися через пружины и стаканы на верхнюю поверхность разъема.
В каретке фурменного устройства с ловителем сталеплавильного конвертера по крайней мере одно из гнезд в траверсе, в которых закреплены верхние концы штоков, снабжено втулкой, внутренняя и внешняя поверхности которой выполнены с эксцентриситетом, равным или превышающим допуск на размер между штоками. В каретке конец консолей, взаимодействующий с эксцентриковым кулачком-ловителем, снабжен осью с роликом, при этом поверхность установки в консоль и поверхность сопряжения с роликом выполнены эксцентрично. В каретке консоли штоков могут быть соединены с эксцентриковыми кулачками-ловителями, тягами. Траверса каретки может быть выполнена со смещением продольной оси в центре относительно плоскости проходящей через оси гнезд для штоков на краях.
В случае использования заявляемой полезной модели обеспечивается получение технического результата, который заключается в возможности установки в конвертерных цехах с ограничено малым расстоянием между металлоконструкциями здания цеха, к которым крепится направляющая, и фурмой, а также в обеспечении удержания фурмы от падения в конвертер при обрыве и ослаблении натяжения канатов механизма подъема каретки, за счет использования в конструкции всей совокупности вышеуказанных существенных признаков полезной модели.
Между существенными признаками заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Исполнение каретки фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы плавильного конвертера, который заявляется с механизмом подвески каретки и поворота эксцентриковых кулачков-ловителей, снабженного двумя штоками, установленными подвижно в корпусе каретки по обе стороны симметрично ее вертикальной оси и снабженными консолями, выполненными съемными с возможностью перемещения вдоль штоков, и возможностью поворачивания, эксцентриковых кулачков-ловителей, при этом нижние концы штоков, воспринимающие нагрузку, создаваемую кареткой и фурмой, снабжены стаканами и пружинами, а верхними концами штоки жестко закреплены в гнездах на краях траверсы, соединенной в центре шарнирно с серьгой механизма подъема каретки, причем корпус каретки выполнен с разъемом по плоскости, преимущественно, ниже опоры фурмы на корпусе, а штоки выполнены опирающимися через пружины и стаканы на верхнюю поверхность разъема. Одно из гнезд в траверсе, в которых закреплены верхние концы штоков, снабжено втулкой, внутренняя и внешняя поверхности которой выполнены с эксцентриситетом, равным или превышающим допуск на размер между штоками, а конец консолей, взаимодействующий с эксцентриковым кулачком-ловителем, снабжен осью с роликом, при этом поверхность установки в консоль и поверхность сопряжения с роликом выполнены эксцентрично. Все вышеуказанные признаки позволяют обеспечить возможность проектирования и изготовление кареток для эксплуатируемых машин подачи кислорода в действующих производственных цехах, с ограниченным расстоянием между металлоконструкциями здания и осью фурмы установленной на каретку.
В целом, отличительные признаки каретки фурменного устройства с ловителем сталеплавильного конвертера, которая заявляется, являются существенными и необходимыми для достижения технического результата. Все вышеизложенное свидетельствует о наличии причинно-следственных связей между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих суть заявляемой полезной модели, неизвестная из уровня техники, позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «новизна».
По мнению заявителя, для специалиста в области металлургии суть полезной модели не вытекает явно из уровня техники, потомучто из него не проявляется новая совокупность признаков и ее влияние на достигаемый технический результат, что свидетельствует о соответствии заявляемого устройства критерию "изобретательский уровень". Устройство может быть многократно использовано в оборудовании конвертерных цехов с получением нового технического результата, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию "промышленная пригодность".
Таким образом, заявляемая "Каретка фурменного устройства с ловителями для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера" является техническим решением, отвечающим всем условиям патентоспособности.
Более детально сущность полезной модели "Каретка фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера" поясняется на чертежах, где: на фиг. 1 изображен общий вид каретки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б по Фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В по фиг. 3; на фиг. 5 - каретка с разъемным корпусом; на фиг. 6 - выносной элемент Г по фиг. 5; на фиг. 7 - гнездо траверсы со втулкой; на фиг. 8 - сечение Д-Д на фиг. 4.
Каретка фурменного устройства с ловителем перемещения фурмы сталеплавильного конвертера содержит корпус 1 с блоками катков 2, оси 3 которых установлены в отверстия букс 4 корпуса каретки и закреплены гайками 5; нижний 6 и боковой 7 ролики; штоки 8, установленные во втулки 9 корпуса 1. Верхние концы штоков 8 закреплены в гнездах 10 на краях траверсы 11, соединяемой в центре шарнирно осью 12 с серьгой 13 механизма подъема каретки (не показан на чертежах).
Штоки 8 снабжены консолями 14, которые крепятся к штокам болтами 15 с возможностью переустановки вдоль продольной оси штоков.
Концы консолей 14, снабженные роликами 16, введены в пазы 17 кулачков-ловителей 18.
Кулачки-ловители 18 установлены на осях 19 и их рабочие эксцентричные поверхности с насечкой 20 обращены к поверхностям дорожек 21 направляющей 22, в ручьях которой перемещается каретка.
На нижний конец каждого штока установлены пружина 23 и стакан 24, которые удерживаются гайкой 25.
На штоки 8 через пружины 23 и стаканы 24 опирается корпус 1 поверхностью 26.
Корпус 1 снабжен опорой 27 для установки фурмы 28. Между корпусом 1 и траверсой 11 размещен съемный фиксатор 29.
Технологичность изготовления корпуса достигается выполнением его разъемным с обеспечением оптимального расстояния между втулками 9 корпуса 1. Разъем 30 выполнен, преимущественно, ниже опоры 27.
Одно из гнезд 10 траверсы 11 снабжено втулкой 31, внутренняя и внешняя поверхности которой выполнены с эксцентриситетом, равным или превышающим отклонение расстояния между осями штоков 8 при изготовлении корпуса 1 каретки.
Для дополнительной регулировки зазора «S» поверхности осей 32, на которых установлены ролики 16, и посадочные в консоли 14 поверхности 33 выполнены эксцентрично.
При расстоянии между осью вращения кулачка-ловителя 18 и консолью 14 вдоль оси штока, превышающем три полных хода штока 8, консоль и кулачек соединены между собой тягой 34.
Траверса 11 может быть выполнена со смещением продольной оси на участке установки серьги 13 относительно плоскости, проходящей через оси гнезд 10 в сторону центра масс тележки с установленной фурмой, соответственно, на большее расстояние от металлоконструкций здания цеха.
Каретка фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера работает следующим образом.
Она относится к составу машины подачи кислорода (МПК) сталеплавильного конвертера с верхней продувкой. Каретка фурменного устройства с ловителем для перемещения фурмы сталеплавильного конвертера подвешивается на канаты механизма подъема МПК и перемещается им по направляющей 22. При перемещении катки блоков 2 катятся по внутренним дорожкам ручьев направляющей, а ролик нижний 6 и боковой 7 по дорожкам 21 на внешней поверхности направляющей, обеспечивая заданное положение каретки на направляющей и, следовательно, заданную величину зазора «S» между кулачками-ловителями 8 и опорной поверхностью дорожек 21 при движении на любом участке направляющей. На опору 27 корпуса 1 устанавливается фурма 28.
Перед монтажом каретки на направляющую МПК выполняется установка кулачков-ловителей 8 в положение, обеспечивающее зазор «S», для этого между траверсой 11 и корпусом 1 устанавливается съемный фиксатор 29, затем гайками 25 сжимаются пружины 23 так, чтобы стаканы 24 были на минимальном расстоянии от опорной поверхности 26, достаточном для удаления и установки фиксатора 29 при полном сжатии пружин 23 под действием массы каретки. При этом штоки 8 перемещаются в исходное положение и концами консолей 14, расположенными в пазах 17 кулачков-ловителей 18, поворачивают кулачки-ловители вокруг осей 19 в положение, обеспечивающее зазор «S» между поверхностями с насечкой 20 и поверхностями дорожек 21 направляющей 22.
При необходимости консоли 14 перемещаются по штокам 8 до достижения положения обеспечивающее зазор «S» и фиксируются в этом положении болтами 15.
Подготовленная таким образом каретка устанавливается на направляющую МПК и траверса 11 соединяется осью 12 с серьгой 13 механизма подъема МПК. При этом под действием массы каретки пружины 23 полностью сжимаются, корпус каретки опирается на упорные стаканы 24 и разгруженные фиксаторы 29 удаляются.
Затем проверяется наличие зазора «S» при движении каретки вдоль всей направляющей, включая и криволинейные участки. При необходимости, положение кулачков-ловителей 18 корректируется, например, поворотом осей 19 в консолях 14, которые, перемещаясь в пазах 17, за счет наличия эксцентриситета «Э» поворачивают кулачки-ловители.
После регулировки каретка с установленной на ней фурмой может беспрепятственно перемещаться приводом подъема вдоль всей направляющей.
При обрыве или существенном ослаблении натяжения канатов механизма подъема МПК, на которых подвешена каретка, нагрузка на траверсу 11 исчезает или существенно снижается и пружины 23 перемещают штоки 8 вниз. Штоки 8 консолями 14 поворачивают кулачки-ловители 18 до соприкосновения их поверхностей с насечкой 20 с поверхностями дорожек 21 направляющей 22, после чего, под действием массы каретки с установленной фурмой, происходит заклинивание направляющей между катками блоков 2 и кулачками-ловителями 18. Таким образом каретка останавливается и не происходит падение фурмы в конвертер.
Использование предлагаемого устройства в сравнении с известными позволяет проектировать и изготавливать каретки для перемещения фурм, снабженные ловителем, в составе МПК для кислородно-конвертерных цехов с верхней продувкой, имеющих минимальное расстояние между металлоконструкциями здания и осью фурмы, установленной на каретку, что повысит безопасность эксплуатации МПК и комплекса оборудования цеха (КОНВЕРТЕР + МПК) в целом.
Предлагаемое устройство обеспечивает возможность изготовления кареток также для эксплуатируемых МПК в действующих цехах, с ограниченным расстоянием, между металлоконструкциями здания и осью фурмы, установленной на каретку.
Предлагаемое устройство обеспечивает технологичность изготовления, возможность регулировки при монтаже и в период эксплуатации, а также повышает безопасность эксплуатации комплекса оборудования конвертерного цеха.