УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ПЕЧНЫХ КАМЕР КОКСОВОЙ ПЕЧИ
DEVICE FOR LOADING OF FURNACE CHAMBERS OF COKE FURNACE

Изобретение относится к устройству для загрузки печных камер коксовой печи с расположенным на нижней стороне вагона для загрузки угля горизонтальным транспортирующим шнеком, с телескопическим загрузочным устройством, которое расположено под выпускным отверстием горизонтального транспортирующего шнека, и имеет загрузочную воронку, а также вертикальную опускаемую в загрузочные отверстия в своде коксовой печи телескопическую нижнюю часть, и с подъемно-транспортным устройством для вертикального перемещения телескопической нижней части, причем телескопическое загрузочное устройство для подгонки к соответствующему положению загрузочных отверстий может перемещаться относительно вагона для загрузки угля по двум ортогональным друг другу осям.
Устройство с описанными признаками известно из ЕР 1 293 552 B1. Горизонтальный транспортирующий шнек и телескопическое загрузочное устройство известного устройства объединены в рабочий блок, который расположен на нижней стороне вагона для загрузки угля с возможностью перемещения по двум осям. В рамках известных мероприятий горизонтальный транспортирующий шнек подвешен к перемещаемой тележке, которая установлена на путях на нижней стороне вагона для загрузки угля. Горизонтальный транспортирующий шнек может перемещаться поперек направления этих путей по профилям перемещаемой тележки. Благодаря перемещению рабочего блока по двум осям телескопическое загрузочное устройство может подгоняться к соответствующему положению отверстий для загрузки угля в своде коксовой печи, так что телескопическое загрузочное устройство, открытое к выпускному отверстию горизонтального транспортирующего шнека, может всегда опускаться с уплотнением вертикально в раму загрузочного отверстия. Разумеется, проблемой является переход между выпуском угля из вагона для загрузки угля и загрузочной воронкой горизонтального транспортирующего шнека. Для предотвращения выбросов эта переходная область должна уплотняться. В известном устройстве применяется компенсатор, который должен компенсировать боковые движения перемещения рабочего блока по двум осям. Выпускное отверстие для угля загрузочного вагона имеет большое выходное поперечное сечение, так что должен применяться компенсатор с большими габаритами. При движениях в сторону рабочего блока компенсатор испытывает большие нагрузки. Другим существенным недостатком известного устройства является то, что известная система требует большого расстояния между выпускным отверстием для угля на нижней стороне вагона для загрузки угля и сводом коксовой печи. Это выполняется не всегда. Далее подвижная по двум осям подвеска горизонтального транспортирующего шнека из-за своей конструкции требует затрат. Для дооборудования существующих коксовых печей известное устройство не годится вообще или годится только с ограничениями.
Задачей изобретения является создание устройства для загрузки печных камер коксовой печи, которое не сопровождается выбросами, требует небольшого места, может компенсировать большие отклонения по месту загрузочных отверстий и пригодно для дооборудования существующих установок коксовых печей.
Отталкиваясь от устройства с однажды описанными признаками, задача согласно изобретению решается благодаря тому, что загрузочная воронка телескопического загрузочного устройства, а также подъемно-транспортное устройство, соединенное с нижней частью телескопического загрузочного устройства, закреплены на несущей раме, которая расположена внутри транспортной рамы с возможностью линейного перемещения вдоль первой оси, что транспортная рама расположена с возможностью горизонтального передвижения вдоль второй оси по рельсам, которые закреплены на нижней стороне вагона для загрузки угля, и, что на верхней стороне несущей рамы расположено уплотнение, которое окружает загрузочную воронку телескопического загрузочного устройства, взаимодействует с горизонтальной фланцевой поверхностью по периметру выпускного отверстия горизонтального транспортирующего шнека и допускает горизонтальные движения перемещения загрузочной воронки относительно выпускного отверстия горизонтального транспортирующего шнека.
В идеальном случае загрузочные отверстия в своде коксовой печи расположены на равноудаленных расстояниях, а также лежат на одной прямой в направлении движения вагона для загрузки угля. Реальные условия в коксовых печах отличаются от этого идеального случая. В частности, в старых коксовых печах отклонение по положению загрузочных отверстий по обеим осям (X, Y) часто составляют более 50 мм. В основе предложенного согласно изобретению устройства лежит идея компенсировать отклонения осей загрузочных отверстий в Х- и Y-направлении с помощью горизонтальных движений перемещения телескопического загрузочного устройства. С этой целью согласно изобретению телескопическое загрузочное устройство, включая его подъемно-транспортное устройство, отсоединено от выпускного отверстия горизонтального транспортирующего шнека и расположено на ходовом механизме, который составлен из транспортной рамы и несущей рамы, линейно перемещаемой внутри транспортной рамы, и позволяет осуществлять горизонтальные компенсирующие движения по двум осям. Несущая рама, а также транспортная рама могут перемещаться независимо друг от друга по перпендикулярным друг к другу осям. Отклонения по положению рам загрузочных отверстий могут компенсироваться с помощью поэтапных и следующих одна за другой операций с транспортной рамой и несущей рамой или с помощью одновременного перемещения этих элементов. Конструктивная высота ходового механизма, состоящего из транспортной рамы и несущей рамы невелика, так что и старые коксовые печи могут дооборудоваться предложенным согласно изобретению устройством. Далее при перемещении телескопического загрузочного устройства должна перемещаться небольшая масса, что упрощает техническую реализацию предложенной согласно изобретению концепции.
После того как телескопическое загрузочное устройство благодаря перемещению транспортной рамы, а также несущей рамы окажется точно над загрузочным отверстием, загрузочное телескопическое устройство с помощью подъемно-транспортного устройства совершает чисто вертикальное движение в направлении рамы загрузочного отверстия и без всякого перекоса входит в контакт с рамой загрузочного отверстия. В результате получается хорошее уплотнение с рамой загрузочного отверстия, так что во время процесса загрузки не может произойти какого-либо выброса в окружающую среду.
Преимущественно рельсы для направления транспортной рамы простираются в направлении движения вагона для загрузки угля (Y-направление), в то время как несущая рама установлена на транспортной раме с возможностью передвижения поперек к ним в направлении осей печных камер (Х-ось).
Транспортная рама и несущая рама расположены преимущественно в одной плоскости. Такое расположение дает в результате очень небольшую конструктивную высоту ходового механизма, состоящего из транспортной рамы и несущей рамы. Транспортная рама и несущая рама целесообразно составлены из U-профилей, причем на несущей раме установлены ролики, которые движутся в U-профилях транспортной рамы. Транспортная рама также оборудована роликами и перемещается по направляющей, которая закреплена под горизонтальным транспортирующим шнеком вагона для загрузки угля. Преимущественно рельсы для транспортной рамы состоят из U-профилей, которые с помощью опор подвешены к вагону для загрузки угля и открыты сбоку. Установленные на транспортной раме ролики входят в зацепление с открытыми на одной стороне U-образными профилями и перемещаются в этих рельсах.
На несущей раме расположено все телескопическое загрузочное устройство, включая соответствующее телескопическому загрузочному устройству подъемно-транспортное устройство. Подъемно-транспортное устройство для телескопического загрузочного устройства имеет установленную на вертикальной опоре подъемную раму, которая с помощью гидравлического исполнительного механизма может передвигаться вдоль вертикальной опоры и с помощью маятниковых элементов соединена с телескопической нижней частью. Вертикальная опора подъемно-транспортного устройства закреплена на несущей раме с боковым смещением относительно горизонтального транспортирующего шнека.
Для предотвращения выбросов при загрузке печных камер коксовой печи на верхней стороне несущей рамы предусмотрено уплотнение, которое окружает загрузочную воронку телескопического загрузочного устройства и во время загрузки угля прилегает к фланцевой поверхности на периметре выпускного отверстия горизонтального транспортирующего шнека. Преимущественно уплотнение в соответствии с режимом работы может перемещаться таким образом, что уплотнение во время горизонтального перемещения телескопического загрузочного устройства не имеет какого-либо касательного контакта со смежной фланцевой поверхностью, а во время загрузки угля с уплотнением прилегает к фланцевой поверхности. Расположенное на верхней стороне несущей рамы уплотнение может быть, в частности, выполнено в виде мембраны, в виде имеющего форму сильфона или шланга уплотнения, которое расположено в кольцевом пространстве и может раздаваться с помощью сжатого воздуха или другой среды, создающей давление. Целесообразно, что загрузочная воронка телескопического загрузочного устройства имеет цилиндрический участок, окруженный цилиндрическим участком телескопической нижней части. По периметру между цилиндрическим участком загрузочной воронки и цилиндрическим участком телескопической нижней части точно также расположено периметрическое уплотнение, которое преимущественно может изменяться в соответствии с режимом работы, и допускает в основном бесконтактное движение перемещения телескопической нижней части. Периметрическое уплотнение точно также как и уплотнение на верхней стороне несущей рамы может быть образовано в виде шланга, сильфона или мембраны и присоединено к источнику давления. При рабочих движениях телескопического загрузочного устройства в горизонтальном или вертикальном направлениях уплотнения разгружены от давления, так что подлежащие уплотнению части могут свободно двигаться относительно друг друга. Если телескопическое загрузочное устройство находится в своем конечном положении для процесса загрузки, к уплотнениям подводится сжатый воздух или другая среда, создающая давление, благодаря подаче давления уплотнения раздаются наружу и прижимаются к предназначенным поверхностям подлежащей уплотнению части. Таким образом, обеспечивается оптимальная плотность во время процесса загрузки.
Для горизонтальных установочных движений несущей рамы и транспортной рамы применяются преимущественно гидравлические исполнительные механизмы. Согласно предпочтительному осуществлению изобретения к несущей раме и транспортной раме присоединены гидравлические исполнительные механизмы, оборудованные устройствами для измерения перемещения.
Гидравлические исполнительные механизмы могут подключаться к машинному управлению вагона для загрузки угля, в котором заложены данные о положении загрузочных отверстий в своде коксовой печи. Отклонения рам загрузочных отверстий в Х- и Y-направлениях от идеального положения с помощью техники измерения регистрируются на каждой раме загрузочного отверстия и закладываются на хранение в машинное управление вагона для загрузки угля. Вследствие идентификации этих отклонений относительно каждой рамы загрузочного отверстия и каждой печной камеры телескопическое загрузочное устройство с устройством, предложенным в соответствии с изобретением, уже во время движения вагона для загрузки угля или в качестве альтернативы после позиционирования вагона для загрузки угля на подлежащей загрузке печной камере может индивидуально перемещаться так, что телескопическое загрузочное устройство будет находиться по центру рамы загрузочного отверстия и может опускаться в раму загрузочного отверстия благодаря чистому вертикальному движению. При чистом вертикальном перемещении отпадают боковые перемещения и перекос конструктивных элементов телескопического устройства. Таким образом, обеспечивается оптимальная работа всех конструктивных элементов телескопического загрузочного устройства и во время процесса загрузки никакие выбросы не попадают наружу, в окружающую среду.
Другое исполнение предложенного согласно изобретению устройства предусматривает, что гидравлические исполнительные механизмы взаимодействуют с оптическим измерительным устройством, которое расположено на вагоне для загрузки угля и регистрирует фактическое положение загрузочных отверстий. Данные измерения передаются непосредственно на управление гидравлическими цилиндрами, которые в этом случае перемещают телескопическое загрузочное устройство в позицию, предназначенную положению рамы загрузочного отверстия.
Устройство для загрузки печных камер коксовой печи часто имеет дополнительно устройство для отвода крышки, для манипулирования с крышкой, закрывающей загрузочное отверстие, а также устройство для очистки рамы загрузочного отверстия. Устройство для отвода крышки и устройство для очистки рамы загрузочного отверстия могут интегрироваться в предложенное в соответствии с изобретением устройство. В другом исполнении предлагается, что внутри несущей рамы расположена, по меньшей мере, одна каретка, которая может перемещаться вдоль профилей несущей рамы и используется в качестве опоры для устройства для отвода крышки или устройства для очистки рамы загрузочного отверстия. Устройство, расположенное на каретке, имеет вертикально перемещаемую консоль, которая с помощью установочного движения каретки может двигаться в свободном пространстве между приподнятой телескопической нижней частью телескопического загрузочного устройства и рамой загрузочного устройства и оборудовано устройством для захвата крышки, закрывающей загрузочное отверстие, или для очистки рамы загрузочного отверстия. Для горизонтальных движений каретки целесообразно также применение гидравлического исполнительного механизма, которое воздействует на каретку.
Ниже изобретение более подробно поясняется с помощью чертежей, представляющего только один пример осуществления. Где схематически показаны:
фиг.1 - устройство для загрузки печных камер коксовой печи;
фиг.2 - другие функциональные положения устройства, изображенного на фиг.1;
фиг.3 - вид сбоку устройства, представленного на фиг.1;
фиг.4 - устройство для загрузки печных камер коксовой печи с интегрированным устройством для отвода крышки.
К основным конструктивным элементам устройства, изображенного на фиг.1-3, принадлежат: горизонтальный транспортирующий шнек 1, расположенный на нижней стороне не изображенного вагона для загрузки угля, телескопическое загрузочное устройство 2, которое расположено под разгрузочным отверстием 3 горизонтального транспортирующего шнека, загрузочная воронка 4. Кроме этого устройство имеет телескопическую нижнюю часть 6, вертикально опускаемую в свод коксовой печи, а также подъемно-транспортное устройство 7 для вертикального перемещения телескопической нижней части 6. Телескопическое загрузочное устройство 2 для подгонки к соответственному положению загрузочных отверстий 5 может перемещаться горизонтально по двум ортогональным друг другу осям X, Y.
Загрузочная воронка 4 телескопического загрузочного устройства 2, а также подъемно-транспортное устройство 7, соединенное с телескопической нижней частью 6, закреплены на несущей раме 8, расположенной внутри транспортной рамы 9 с возможностью линейного перемещения вдоль первой оси X. Транспортная рама 9 расположена с возможностью горизонтального перемещения вдоль второй оси Y на рельсах 10, закрепленных на нижней стороне вагона для загрузки угля. Далее на верхней стороне несущей рамы 8 расположено уплотнение 11, которое окружает загрузочную воронку 4 телескопического загрузочного устройства, взаимодействует с горизонтальной фланцевой поверхностью 12 на периметре выпускного отверстия 3 горизонтального транспортирующего шнека 1 и допускает горизонтальные движения перемещения загрузочной воронки 4 относительно выпускного отверстия горизонтального транспортирующего шнека 1 по двум осям X, Y. В примере осуществления, изображенном на фиг.1-3, рельсы 10 простираются для ведения транспортной рамы 9 в направлении Y движения вагона для загрузки угля. Несущая рама 8 установлена на транспортной раме 9 с возможностью передвижения поперек к ним в направлении Х осей печных камер.
Из изображений на фиг.1-3 видно, что транспортная рама 9 и несущая рама 8 расположены в одной плоскости. Обе рамы выполнены из U-образных профилей 13, 14. На несущей раме 8 установлены ролики 15, которые движутся в U-образных рельсах 14 транспортной рамы 9. Рельсы 10 для транспортной рамы 9 состоят также из U-образных профилей, которые с помощью опор 16 подвешены к не показанному вагону для загрузки угля и открыты сбоку. На транспортной раме 9 установлены ролики 17, которые движутся в открытых сбоку рельсах 10. Транспортная рама 9 и расположенная внутри транспортной рамы несущая рама 8 образуют ходовой механизм, который допускает движения перемещения телескопического загрузочного устройства в Х- и Y-направлении.
0
0
0
Подъемно-транспортное устройство 7 для телескопического загрузочного устройства 2 имеет установленную на вертикальной опоре 18 подъемную раму 19. Подъемная рама 19 может передвигаться вдоль вертикальной опоры 18 с помощью гидравлического исполнительного механизма 20 и с помощью маятниковых элементов 21 соединена с телескопической нижней частью 6. Вертикальное движение перемещения схематически изображено на фиг.2. Далее на фиг.2 несущая рама смещена на величину хода исполнительного механизма Х в Х-направлении относительно среднего положения. Ход исполнительного механизма Х, Y в обоих осевых направлениях составляет, например, от ±100 до ±150 мм. Вертикальная опора 18 подъемно-транспортного устройства 7 с боковым смещением относительно горизонтального транспортирующего шнека 1 закреплена на несущей раме 8.
Уплотнение 11, расположенное на верхней стороне несущей рамы 8, образовано в виде уплотнения, имеющего форму мембраны, сильфона или шланга. Оно расположено в кольцевом пространстве 22 и может раздаваться сжатым воздухом. Уплотнение может перемещаться в соответствии с режимом работы, так что оно во время горизонтального перемещения телескопического загрузочного устройства 2 не имеет какого-либо касательного контакта с фланцевой поверхностью 12, окружающей выпускное отверстие горизонтального транспортирующего шнека, во время загрузки угля оно с уплотнением прилегает к фланцевой поверхности 12 и уплотняет зазор между фланцем и верхней стороной несущей рамы 8.
Загрузочная воронка 4 телескопического загрузочного устройства 2 имеет цилиндрический участок, который окружен цилиндрическим участком телескопической нижней части. По периметру между цилиндрическим участком загрузочной воронки 4 и цилиндрическим участком телескопической нижней части расположено периметрическое уплотнение 23, которое также может изменяться в соответствии с режимом работы и допускает в основном свободное от контакта движение перемещения телескопической нижней части 6.
К несущей раме 8 и транспортной раме 9 присоединены гидравлические исполнительные механизмы 24, оборудованные измерительными устройствами перемещения. Гидравлические исполнительные механизмы 24 могут быть подключены к машинному управлению вагона для загрузки угля, в котором заложены данные о положении загрузочных отверстий 5 в своде угольной печи. В качестве альтернативы гидравлические исполнительные механизмы 24 могут взаимодействовать с оптическим измерительным устройством, которое расположено на вагоне для загрузки угля и регистрирует положение загрузочных отверстий 5.
Описанное устройство обеспечивает очень точную установку телескопического загрузочного устройства 2 на загрузочных отверстиях в своде коксовой печи и в состоянии компенсировать обусловленные производством отклонения положения загрузочных отверстий от заданной основной позиции в Х- и Y-направлениях. В старых коксовальных установках отклонения положения по обеим осям X, Y часто составляют величину порядка от ±100 до ±150 мм. Горизонтальные отклонения положения X, Y рам 25 загрузочных отверстий измеряются в продольном и поперечном направлениях и для каждой рамы загрузочного отверстия хранятся в памяти машинного управления вагона для загрузки угля и при необходимости актуализируются. Вагон для загрузки угля перемещается по своду коксовой печи и, не принимая во внимание отклонений положения загрузочных отверстий 5, позиционируется для загрузки печной камеры в заданном месте, которое предназначено загрузочному отверстию. Позиционирование может осуществляться, с высокой точностью, например, с помощью автоматической системы позиционирования. Затем осуществляется подгонка телескопического загрузочного устройства 2 к фактическому положению рамы 25 загрузочного устройства. Для этого транспортная рама 9 и несущая рама 8 согласно хранящимся в памяти X/Y значениям об отклонении положения рамы 25 загрузочного отверстия устанавливаются в положение, соответствующее фактическому положению рамы загрузочного устройства. Телескопическая нижняя часть 6 телескопического загрузочного устройства 2 после этого опускается вертикально вниз в раму 25 загрузочного отверстия. После выполненного опускания телескопической нижней части 6 активируются с помощью подачи сжатого воздуха уплотнения 11, 23 на верхней стороне несущей рамы, а также по периметру между телескопической нижней частью 6 и загрузочной воронкой 4 телескопического загрузочного устройства 2. Благодаря подаче давления уплотнения 11, 23 раздаются, округляются и прижимаются к соответствующим контактным поверхностям. После осуществленной загрузки уплотнения 11, 23 перед подъемом телескопической нижней части 6 снова деактивируются и телескопическая нижняя часть 6 затем выдвигается. После этого транспортная рама 9 и несущая рама 8, например, во время возврата вагона для загрузки угля к угольному бункеру, снова движется назад в исходное положение.
В представленном на фиг.4 примере осуществления в описанное устройство дополнительно интегрировано устройство 26 для отвода крышки. Устройство 26 для отвода крышки закреплено на каретке 27, которая расположена внутри несущей рамы 8 и может передвигаться вдоль профилей 13 несущей рамы. Устройство 26 для отвода крышки имеет вертикально перемещаемую консоль 28, которая благодаря установочному движению каретки 27 может перемещаться в свободном пространстве между поднятой телескопической нижней частью 6 телескопического загрузочного устройства 2 и рамой 25 загрузочного отверстия и оборудовано устройством 29 для захвата крышки, закрывающей загрузочное отверстие. Для перемещения каретки 27 предусмотрен гидравлический исполнительный механизм 30, который опирается на несущую раму 8 и действует на каретку 27.
В рамках изобретения предусмотрено также, что на каретке 27 или другой каретке, которая точно также расположена внутри несущей рамы 8 и может перемещаться вдоль профилей несущей рамы, закреплено устройство для очистки рамы загрузочного отверстия.
После того как телескопическое загрузочное устройство 2 благодаря перемещению транспортной рамы 9 и несущей рамы 8 будет подогнано к положению рамы 25 загрузочного отверстия, перед опусканием телескопической нижней части 6 сначала в позицию с помощью установочного движения каретки 27 приводится устройство 26 для отвода крышки. Каретка 27 совершает заданный постоянный рабочий ход, причем устройство для захвата крышки, закрывающей загрузочное отверстие, располагается по центру над крышкой. Крышка вывертывается из загрузочного отверстия. С помощью вертикального установочного движения консоли 28 крышка может подниматься и при возвратном движении каретки 27 отводиться из зоны телескопического загрузочного устройства 2. Затем телескопическая нижняя часть 6 опускается в раму 25 загрузочного отверстия и осуществляется загрузка камеры коксовой печи. После окончания процесса загрузки и после подъема телескопической нижней части 6 из рамы 25 загрузочного отверстия крышка с помощью устройства 26 снова устанавливается в раму 25 загрузочного отверстия.