Перфоратор для вскрытия лёток индустриальных печей

Полезная модель относится к металлургии, а именно к устройствам для вскрытия леток индустриальных печей.
Известный перфоратор для раскрытия леток металлургических агрегатов, имеющий корпус, в котором расположены: закрепленный в корпусе, при помощи не менее двух штифтов, распределительный блок, с установленным в нем поршнем-ударником, в котором расположен вал, соединенный с одной стороны с гидромотором, через закрепленную в двух подшипниках муфту, а с другой - с закрепленным в шпинделе, через втулку и патрон в двух подшипниках, хвостовиком, и рабочая полость перфоратора изолирована с помощью, по меньшей мере, пяти уплотнителей, а торцы корпуса перфоратора с одной стороны закрыты крышкой, а с другой - фланцем (Патент Украины на полезную модель "Перфоратор для раскрытия леток металлургических агрегатов" №91705 (U) от 10.07.2014 г., заявка № и 201401976 от 26.02.2014, публ. 10.07.2014, бюл. №13).
В известном устройстве буровой инструмент закреплен в радиально-упорных подшипниках, которые конструктивно сравнительно узкие, и, по этой причине, относительно менее износостойкие.
В конструкции известного перфоратора база (расстояние между подшипниками) составляет 60 мм, что, для обеспечения достаточной жесткости крепления хвостовика при его вращении, является относительно недостаточно, что приводит к биению хвостовика, и как следствие - к его быстрому износу. По указанной причине также изнашиваются уплотнители хвостовика, что приводит к снижению эффективности продувки буровой штанги и происходит разрушение хвостовика при превышении на него нагрузок, в том числе в непредвиденных экстремальных условиях.
Известное техническое решение устройства не предусматривает возможности увеличения энергии удара и крутящего момента буровой штанги (крутящий момент в известном устройстве составляет 720 Нм), не предусматривает увеличение ресурса работы узлов перфоратора (хвостовой части), подшипников и замены подшипников на более мощные.
В основу заявляемого технического решения поставлена задача создания устройства, которое бы не имело упомянутых недостатков.
Поставленная задача достигается технической разработкой перфоратора для вскрытия леток индустриальных печей, суть которого поясняется схематическим изображением на фиг.1.
Краткое описание чертежа
Фиг. 1. Схематическое изображение перфоратора для вскрытия леток индустриальных печей.
1 - корпус; 2 - штифт; 3 - блок распределительный; 4 - поршень-ударник; 5 - вал; 6 - гидромотор; 7 - подшипник, крепящий муфту; 8 - муфта; 9 - шпиндель; 10 -втулка; 11 - патрон; 12 - подшипник, крепящий хвостовик; 13 - хвостовик; 14 - уплотнитель; 15 - крышка; 16 - фланец; 17 - камера рабочего хода; 18 - камера обратного хода; 19 - продувочный канал хвостовика.
Перфоратор для вскрытия леток индустриальных печей (далее также именуется "перфоратор"), имеющий корпус (1), в котором расположены: закрепленный в корпусе, с помощью не менее двух штифтов (2), распределительный блок (3) с, установленным в нем, поршнем-ударником (4), в котором расположен вал (5), соединенный с одной стороны с гидромотором (6), через закрепленную в двух подшипниках (7) муфту (8), а с другой - с закрепленным в шпинделе (9), через втулку (10) и патрон (11) в двух подшипниках (12), хвостовиком (13), и рабочая полость перфоратора изолирована с помощью не менее пяти уплотнителей (14), а торцы корпуса перфоратора с одной стороны закрыты крышкой (15), а с другой - фланцем (16).
Перфоратор отличается тем, что подшипники, которыми удерживается в шпинделе хвостовик, выполнены как двухрядные роликовые, а межцентровое расстояние между этими подшипниками составляет не менее 163 мм.
Для приведения перфоратора в рабочее состояние, нагнетают под давлением следующие регламентные энергоносители:
- рабочую жидкость (масло) - в гидромотор;
- сжатый газ (воздух, азот) - в систему продувки;
- сжатый газ (воздух, азот) - в ударный механизм.
Работа перфоратора возможна и без нагнетания под давлением сжатого газа, при этом удар и продувка будут отсутствовать, что позволяет использовать перфоратор на объектах, где отсутствует сжатый газ.
Для возможности работы поршня-ударника, с внешнего источника по трубопроводам нагнетают в перфоратор сжатый газ. Под давлением газа, поступающего через распределительный блок в камеры рабочего (17) и обратного (18) хода, поршень-ударник совершает возвратно-поступательные движения. В конце рабочего хода поршень-ударник ударяет по хвостовику, вызывая ударный импульс. Частота и энергия наносимых ударов зависят от величины давления (расхода) сжатого газа, который нагнетают в перфоратор.
Крутящий момент к хвостовику перфоратора передается от гидромотора через кинематическую цепочку - гидромотор-муфта-вал-хвостовик.
Продувка сжатым газом технологического оборудования (буровой штанги), в процессе бурения, осуществляется через продувочный канал (19) хвостовика перфоратора.
Для облегчения процесса замены быстроизнашивающихся деталей, передняя часть перфоратора выполнена легкоразъемной.
Руководят работой перфоратора в порядке, указанном в паспорте устройства (перфоратора для вскрытия леток индустриальных печей).
Перфоратор для вскрытия леток индустриальных печей по заявляемому техническому решению имеет следующие преимущества:
- перфоратор имеет сравнительно больший - 1200 нм - крутящий момент хвостовика;
- хвостовик может выдерживать сравнительно большие (минимум в 3,3 раза) нагрузки, при увеличении длины буровой штанги и увеличении диаметра буровой коронки;
- перфоратор может выполнять вскрытие летки печи большей (по крайней мере на 1 м) длины, и с более твердыми огнеупорными (леточными) массами;
- за счет повышения жесткости системы содержания хвостовика в двухрядных роликовых подшипниках, ресурс работы перфоратора сравнительно больший.
Перфоратор по заявляемому техническому решению, в течение полугода промышленно эксплуатировался в доменном цехе Магнитогорского металлургического комбината (г. Магнитогорск) при различных нагрузках, без потери его технических характеристик, и таким образом полностью подтвердил возможность его использования на любом металлургическом производстве. Перфоратор для вскрытия леток индустриальных печей может быть изготовлен на любом производстве, оборудованном токарными, фрезерными, расточными и шлифовальными станками, с использованием конструкционных сталей 35; 45; 40Х; 20ХН3А и их аналогов.