ПУШКА ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ЛЕТОК
GUN FOR SEALING THE TAPHOLES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к пушке для заделки леток, содержащей материальную камеру для приема объема заделочной массы и мундштук для установки на летку, при этом мундштук при помощи отсоединяемого соединительного устройства соединен с материальной камерой или сопловой частью, расположенной на материальной камере.
Уровень техники
Пушки для заделки леток вышеуказанного типа применяются для закрытия выпускных отверстий (леток) восстановительных или плавильных печей, например, доменных печей для производства чугуна и низкошахтных печей для выплавки цветных металлов, ферросплавов и т.п. При выполнении заделки пушка для заделки леток при помощи поворотного устройства с большой силой прижимается к передней стенке печи, при этом сила прижатия сохраняется до тех пор, пока не произойдет отверждение пластичной заделочной массы, запрессованной в леточное отверстие печи через мундштук пушки для заделки леток.
Для работы пушки для заделки леток заделочную массу загружают в материальную камеру пушки для заделки леток, как правило, выполненную в виде цилиндрической полости, и выталкивают из материальной камеры при помощи поршня через мундштук пушки для заделки леток в леточное отверстие. Для уменьшения диаметра пушки для заделки леток в переходе между материальной камерой и мундштуком может быть предусмотрена, как правило, конусообразная сопловая часть, которая при помощи соединительного устройства соединена с возможностью замены с материальной камерой. Вследствие значительного уменьшения диаметра на протяжении сопловой части в направлении мундштука на соединительное устройство во время процесса выталкивания действуют большие силы, при этом к соединительному устройству предъявляются два важных требования, которые заключается в том, что соединительное устройство, с одной стороны, должно быть легко отсоединяемым для замены сопловой части, а, с другой стороны, должно обладать достаточной прочностью, чтобы без ущерба для возможности отсоединения оно надежно выдерживало силы, действующие в процессе выталкивания.
Еще одно отсоединяемое соединительное устройство может быть предусмотрено между сопловой частью и мундштуком, при этом в случае небольших пушек для заделки леток, материальная камера которых имеет малый диаметр, мундштук может быть также непосредственно, т.е. без промежуточной сопловой части, соединен с материальной камерой при помощи отсоединяемого соединительного устройства.
Из WO 2011/089054 А1 известна пушка для заделки леток, содержащая сопловую часть, которая при помощи фланцевого соединения соединена с материальной камерой. Фланцевое соединение соединяет сопловую часть с материальной камерой в соединительной плоскости, расположенной перпендикулярно направлению выталкивания, при этом для образования фланцевого соединения соединительные болты, распределенные по окружности пушки для заделки леток и проходящие параллельно направлению выталкивания, соединяют друг с другом два противоположных фланца, расположенных на материальной камере и на сопловой части. Поскольку соединительные болты расположены параллельно направлению выталкивания, их количество и размеры могут быть выбраны таким образом, чтобы силы выталкивания могли надежно передаваться через болты, не нарушая при этом герметичности пушки для заделки леток в соединительной плоскости или не приводя также к разрушению конструкции болтовых соединений.
Вследствие множества болтовых соединений, расположенных по окружности пушки для заделки леток для образования фланцевого соединения, возникают соответствующие затраты на монтаж при замене сопловой части или мундштука или при техническом обслуживании пушки для заделки леток, когда требуется только временное снятие мундштука, чтобы получить доступ к выпускному отверстию материальной камеры или сопловой части.
Раскрытие сущности изобретения
Ввиду вышеуказанного задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить пушку для заделки леток, которая между мундштуком и материальной камерой или между сопловой частью (при наличии), установленной на материальной камере, и мундштуком содержит соединительное устройство, которое, с одной стороны, обеспечивает надежное механическое соединение, а, с другой стороны, позволяет осуществлять замену мундштука или техническое обслуживание пушки для заделки леток со сравнительно малыми затратами на монтаж.
Эта задача решена при помощи пушки для заделки леток согласно изобретению с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению соединительное устройство между мундштуком и материальной камерой или между мундштуком и сопловой частью выполнено в виде шарнирного соединительного узла, содержащего два расположенных противоположно друг другу шарнирных соединения, каждое из которых включает в себя шарнирный палец, который соединяет шарнирный серьговый узел сопловой части с шарнирной скобой мундштука, и который может быть удален из соединения с шарнирными серьговыми узлами, при этом указанные шарнирные пальцы по меньшей мере частично содержат клинообразный участок с клинообразной формой в направлении шарнирной оси, и при этом шарнирная серьга каждого шарнирного соединения имеет шарнирную проушину с клинообразной внутренней стенкой в направлении шарнирной оси для приема клинообразного участка шарнирного пальца.
Такая конструкция шарнирного соединительного узла для отсоединяемого соединения мундштука с материальной камерой или с сопловой частью позволяет осуществлять простое удаление мундштука при помощи удаления шарнирных пальцев. В случае технического обслуживания имеется возможность, удалять только один из шарнирных пальцев, таким образом, возникает свободный выбор того, какое из противоположно расположенных шарнирных соединений должно служить в качестве поворотной опоры при открытии или закрытии мундштука. Согласно изобретению шарнирный соединительный узел позволяет использовать идентичную конструкцию обоих противоположно расположенных шарнирных соединений.
Кроме того, взаимодействие клинообразных участков шарнирных пальцев с соответствующими клинообразными участками внутренних стенок шарнирных проушин шарнирных серег обеспечивает получение осевой уплотняющей силы между противоположными друг другу осевыми концами сопловой части и мундштука.
Особенно надежная в эксплуатации конструкция шарнирного соединительного узла обеспечивается в том случае, если шарнирные серьговые узлы сопловой части содержат две шарнирные серьги, расположенные на вертикальном расстоянии друг от друга, между которыми для образования шарнирного соединения расположена шарнирная серьга мундштука, которая содержит шарнирную проушину с клинообразным участком внутренней стенки.
Между противоположными друг другу осевыми соединительными кромками сопловой части и мундштука предпочтительно предусмотрено осевое зацепляющее устройство, при этом определенное относительное радиальное выравнивание сопловой части и мундштука задается независимо от шарнирного соединительного узла.
Если зацепляющее устройство содержит кольцевое ребро, образованное на соединительной кромке, которое входит с зацеплением в комплементарный кольцевой паз, выполненный на другой соединительной кромке, одновременно обеспечивается радиальное уплотнение.
Кольцевое ребро предпочтительно имеет поперечное сечение в форме усеченного конуса, поэтому одновременно с осевой уплотняющей силой возникает также радиальная уплотняющая сила.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено более подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
ФИГ. 1 - вид в изометрии пушки для заделки леток с сопловой частью, расположенной между материальной камерой и мундштуком;
ФИГ. 2 - пушка для заделки леток с ФИГ. 1 с мундштуком, удаленным с сопловой части;
ФИГ. 3 - частичный вид сбоку пушки для заделки леток с ФИГ. 1;
ФИГ. 4 - вид в продольном разрезе пушки для заделки леток с ФИГ. 3;
ФИГ. 5 - вид в изометрии материальной камеры с осевым соединительным выступом, расположенным в нижней части материальной камеры;
ФИГ. 6 - материальная камера с ФИГ. 5 с сопловой частью, расположенной над соединительным выступом в начальном положении монтажа;
ФИГ. 7 - сопловая часть с ФИГ. 1 с мундштуком, присоединенным при помощи шарнирного соединительного узла;
ФИГ. 8 - мундштук с ФИГ. 7 в фазе монтажа;
ФИГ. 9 - вид сбоку мундштука с ФИГ. 8;
ФИГ. 10 - шарнирный соединительный узел, представленный на ФИГ. 7 и 8, с мундштуком, повернутым вокруг шарнирного соединения;
ФИГ. 11 - вид снизу пушки для заделки леток с ФИГ.4.
Осуществление изобретения
На ФИГ. 1 показана пушка 20 для заделки леток с ее основными компонентами, в частности, с материальной камерой 21, выполненной, как следует из ФИГ. 4, в виде полого цилиндра и предназначенной для приема заделочной массы, которая загружается в материальную камеру 21 через непоказанное загрузочное отверстие, уплотняется в материальной камере 21 при помощи поршня 22, введенного в материальную камеру 21, и может выталкиваться в непоказанную летку печного оборудования через мундштук 24, который соединен с материальной камерой 21 через сопловую часть 23, и который в данном варианте осуществления пушки 20 для заделки леток выполнен независимо от сопловой части 23.
Сопловая часть 23 позволяет выполнить уменьшение внутреннего диаметра пушки 20 для заделки леток, необходимое для перехода от материальной камеры 21 к мундштуку 24, и поэтому имеет форму усеченного конуса, в частности, в данном варианте осуществления - косого усеченного конуса. Как, в частности, следует из изображения на ФИГ. 4, во время работы пушки 20 для заделки леток при сжатии заделочной массы, содержащейся в материальной камере 21, под действием поршня 22 на заделочную массу соответствующие большие осевые силы, передаваемые силами сжатия, действуют на соединительное устройство 25, которое расположено между материальной камерой 21 и сопловой частью 23, и которое, как показано на ФИГ. 6, для создания соединения с геометрическим замыканием между материальной камерой 21 и сопловой частью 23 на осевой соединительной кромке 26 стенки 27 материальной камеры 21 содержит осевой соединительный выступ 28, а на осевой соединительной кромке 54 стенки 29 сопловой части 23 содержит соединительный выступ 30.
Как наглядно показано на ФИГ. 5 и 6, соединительный выступ 30 сопловой части 23 образован на верхней части 31 сопловой части 23, а соединительный выступ 28 материальной камеры 21 расположен на нижней части 32 материальной камеры 21, таким образом, соединительный выступ 30 сопловой части 23 опирается на соединительный выступ 28 материальной камеры 21, при этом между соединительным выступом 30 сопловой части 23 и соединительным краевым участком 33 на верхней части 34 материальной камеры 21, с одной стороны, и соединительным выступом 28 материальной камеры 21 и соединительным краевым участком 35 на нижней части 36 сопловой части 23, с другой стороны, образуется радиальное зацепление с геометрическим замыканием.
При сравнении ФИГ. 6 и 2, которые показывают относительное положение сопловой части 23, во первых, непосредственно перед созданием зацепления с геометрическим замыканием (ФИГ. 6) и, во вторых, непосредственно после создания зацепления с геометрическим замыканием (ФИГ. 2), можно видеть, что относительное положение сопловой части 23 после создания зацепления с геометрическим замыканием уже под действием силы тяжести закрепляется в соединении с материальной камерой 21. Для того, чтобы закрепить показанное на ФИГ. 2 относительное положение также под действием сил сжатия на сопловую часть 23, кроме зацепления с геометрическим замыканием предусмотрено радиально действующее стопорное устройство 37, содержащее на противоположных друг другу горизонтальных соединительных краевых участках 38, 39 (ФИГ. 6) по одному болтовому соединению 40, 41 (ФИГ. 1), которые при помощи не показанных здесь подробнее резьбовых болтов соединяют друг с другом противоположные соединительные серьги 42 и 43, расположенные на соединительном краевом участке 38 соединительного выступа 30 сопловой части 23 и на соединительном краевом участке 39 соединительного выступа 28 материальной камеры 21.
Болтовыми соединениями 40, 41 соединительные выступы 28, 30 закрепляются в их радиальном положении, поэтому силы сжатия, возникающие в пушке 20 для заделки леток, не могут приводить к ослаблению зацепления с геометрическим замыканием, которое образовано между соединительными выступами 28, 30 и служит для приложения осевых составляющих сил сжатия.
Для получения зацепления с геометрическим замыканием на соединительном краевом участке 44 соединительного выступа 30 сопловой части 23 радиально внутри на стенке 29 сопла предусмотрено ребро 45 в виде кольцевого сегмента (ФИГ. 4), которое входит с зацеплением в паз 47 для кольцевого ребра, расположенный на соединительном краевом участке 46 в верхней части 34 материальной камеры 21 радиально снаружи на стенке 27 камеры (ФИГ. 5).
Как показано на ФИГ. 4, на соединительном краевом участке 48 в нижней части 36 сопловой части 23 радиально снаружи на стенке 29 сопла предусмотрено ребро 49 в виде кольцевого сегмента, которое входит с зацеплением в паз 51 в виде кольцевого сегмента, расположенный на соединительном краевом участке 50 соединительного выступа 28 материальной камеры 21 радиально внутри на стенке 27 камеры.
Как наглядно показано, в частности, на ФИГ. 5, радиальный внутренний паз 51 в виде кольцевого сегмента, выполненный в соединительном выступе 28 материальной камеры 21, имеет окружной угол > 180°, таким образом, противоположные друг другу концы 52, 53 паза 51 в виде кольцевого сегмента во время создания зацепления могут служить в качестве вертикальных направляющих для концов ребра 45 в виде кольцевого сегмента, образованного на соединительном выступе 30 сопловой части, которые проходят, соответственно, вертикально.
Как наглядно показано на ФИГ. 3, болтовые соединения 40, 41 выполнены таким образом, чтобы болт, соединяющий соединительные серьги 42, 43 друг с другом с силовым замыканием вдоль оси 55 болта и предпочтительно выполненный в виде резьбового болта 75, был защищен от внешних воздействий, влияющих на мундштук 24, защитным устройством 56, образованным вертикальными защитными ребрами 57, 58, которые предусмотрены на соединительных серьгах, и которые одновременно обеспечивают изгибную жесткость соединительных серег 42, 43.
Для защиты от теплового излучения, испускаемого под пушкой 20 для заделки леток в направлении пушки 20 для заделки леток, в нижней части 32 материальной камеры 21 или в нижней части 36 сопловой части 23 установлено экранирующее устройство 76.
Как следует из последовательности ФИГ. 7-10, в данном случае мундштук 24 выполнен в виде компонента, независимого от сопловой части 23, при этом для соединения мундштука 24 с сопловой частью 23 предусмотрен шарнирный соединительный узел 59, содержащий два противоположных шарнирных соединения 60, 61, каждое из которых содержит шарнирный серьговый узел 64 сопловой части, образованный в данном случае из двух параллельных друг другу шарнирных серег 62, 63, и шарнирный серьговый узел 66 сопловой части 23, содержащий в данном случае только одну шарнирную серьгу 65, которые соединяются друг с другом при помощи шарнирного пальца 67.
Как показано на ФИГ. 10, шарнирная серьга 65, расположенная на мундштуке 24, содержит шарнирную проушину 69 с участком 68 внутренней стенки, имеющим клинообразную форму в направлении шарнирной оси 77, которая имеет клинообразное исполнение, комплементарное клинообразному участку 70 (ФИГ. 9) шарнирного пальца 67, таким образом, при введении шарнирного пальца 67 в шарнирные соединения 60, 61, как показано на ФИГ. 7, шарнирный серьговый узел 64 сопловой части 63 соединяется с шарнирной серьгой 65 мундштука 24, при этом клинообразный участок 70 располагается в шарнирной проушине 69 шарнирной серьги 65 и соединяется с шарнирной серьгой 65 без возможности поворота.
В конфигурации, представленной на ФИГ. 7, оба противоположных шарнирных соединения 60, 61 для образования шарнирной оси 77 снабжены шарнирным пальцем 67, при этом мундштук 24 неподвижно закрепляется относительно сопловой части 23 и путем поперечной подачи пушки 20 для заделки леток может быть введен в летку.
В том случае, если один из двух шарнирных пальцев 67 удален из шарнирного соединения 60 или 61, например, с целью технического обслуживания, может быть осуществлен односторонний поворот мундштука 24 вокруг шарнирной оси 77, образованной другим шарнирным пальцем 67, оставшимся в шарнирном соединении 60 или 61. При этом, как показано на ФИГ. 11, поворот мундштука 24 вокруг шарнирной оси 77 может быть осуществлен по выбору в одном или другом направлении.
Как можно видеть на ФИГ. 10, между противоположными осевыми соединительными кромками 71, 72 сопловой части 23 и мундштука 24 образовано зацепляющее устройство, которое в данном случае состоит, с одной стороны, из кольцевого ребра 73, выполненного на соединительной кромке 71 сопловой части 23, а, с другой стороны, из кольцевого паза 74, расположенного на соединительной кромке 72 мундштука 24, и которое позволяет осуществлять радиальное уплотнение соединения, образованного шарнирным соединительным узлом 59 между сопловой частью 23 и мундштуком 24.
Поперечное сечение кольцевого ребра 73 предпочтительно имеет форму усеченного конуса, которая является комплементарной форме поперечного сечения кольцевого паза 74. Вследствие клинового эффекта между участками 68 внутренних стенок шарнирных серег 65 и клиновых участков 70 шарнирных пальцев 67 путем введения шарнирных пальцев 67 в шарнирные проушины 69 шарнирных серег 65 между сопловой частью 23 и мундштуком 24 может быть создана осевая уплотняющая сила, которая позволяет обеспечивать относительное расположение с эффективным уплотнением между мундштуком 24 и сопловой частью 23.