Шиберный затвор

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при разливке металла. Шиберный затвор содержит монтажную раму, подвижную каретку с установленными в них огнеупорными плитами, два балансира с центральным отверстием, опорные ролики, расположенные на балансирах и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, стойки, закрепленные в монтажной раме, и стержни, укрепленные на стойках и контактирующие с пружинными блоками. Огнеупорные плиты поджаты друг к другу пружинными блоками, установленными в плечах балансиров, и в местах установки в монтажной раме и каретке пружинными элементами. Это позволяет компенсировать тепловое расширение плит. Монтажная рама снабжена подпружиненным упором, контактирующим с кареткой, что позволяет уменьшить динамические нагрузки на огнеупорные плиты. Балансиры укреплены в крайних стойках при помощи плоских хвостовиков. Через центральное отверстие каждого балансира проходит соответствующая стойка, являющаяся дополнительной опорой стержня, что позволяет устранить прогиб стержней. Ролики расположены относительно осей с эксцентриситетом, а стержни выполнены овальной формы в поперечном сечении, что позволяет регулировать усилие контакта огнеупорных плит. Обеспечивается повышение стойкости и работоспособности затвора. 8 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для разливки металла из ковша.

Наиболее близким по технической сущности является шиберный затвор, содержащий монтажную раму, каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с отверстиями, поджатые одна к другой посредством пружинных блоков. В монтажной раме закреплено шесть стоек симметрично от продольной оси затвора. Оси двух центральных стоек лежат в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты. Затвор снабжен балансирами, в каждом из которых выполнено центральное отверстие, образующее с соответствующей центральной стойкой цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы. Плечи балансиров контактируют с одним концом пружинного блока. Второй конец блока контактирует с опорным стержнем, выполненным с продольной лыской и проходящим через отверстия крайних стоек, расположенных по обе стороны от соответствующего балансира. На плечах балансиров по обе стороны от продольной оси затвора расположены оси опорных роликов, контактирующие с направляющими выступами каретки с возможностью сход с них /см. патент РФ N 2119406, кл. В 22 D 41/22, бюл. изобретений N 27, 1998 г./.

Недостатком известного шиберного затвора является невозможность обеспечения необходимого равномерного распределения усилий прижатия по площади огнеупорных плит друг к другу. В результате в процессе эксплуатации происходит протечка жидкого металла в месте контакта огнеупорных плит, что приводит к выходу из строя шиберного затвора в целом и к прекращению процесса разливки металла из ковша.

Сказанное объясняется тем, что в процессе эксплуатации затвора происходит прогиб стержней под действием усилий прижимных блоков. Кроме того, при подходе каретки в крайнее положение до упора при закрывании затвора и начале открывания затвора в подвижной огнеупорной плите возникают значительные продольные усилия, превышающие допустимые значения, что приводит к выходу огнеупорных плит из строя и к их разрушению. При этом в плоскости контакта огнеупорных плит возникают касательные продольные усилия, превосходящие допустимые значения.

Расположение огнеупорных плит в соответствующих выемках в монтажной раме и в каретке без зазоров приводит к разрушению огнеупорных плит вследствие их теплового расширения в замкнутом пространстве.

В известном шиберном затворе отсутствует возможность регулирования усилия поджатия огнеупорных плит друг к другу при помощи пружинных блоков, опирающихся на стержни.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости и работоспособности шиберного затвора, в повышении равномерности распределения усилий прижатия по площади огнеупорных плит друг к другу, а также в возможности обеспечения регулирования усилия прижатия огнеупорных плит друг к другу по мере их износа.

Указанный технический эффект достигается тем, что шиберный затвор содержит монтажную раму, подвижную каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с отверстиями, установленные соответственно в монтажной раме и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, опорные ролики, расположенные на осях попарно по обе стороны от продольной оси затвора на балансирах и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне больше диаметра ролика, а длина которых меньше расстояния между роликами, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, стойки, закрепленные в монтажной раме два балансира с центральным отверстием, расположенные симметрично по обе стороны от продольной оси затвора, а также стержни, укрепленные на стойках и контактирующие с пружинными блоками, размещенными в балансирах.

Стержни снабжены дополнительными опорами в виде стоек с отверстиями, расположенными в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты. Стержни выполнены овальной формы в поперечном сечении, ролики установлены на осях с эксцентриситетом с возможностью фиксирования от поворота. Балансиры установлены в стойках при помощи соответствующих плоских хвостовиков, монтажная рама снабжена подвижным подпружиненным упором с возможностью контакта с кареткой. Огнеупорные плиты смонтированы в обечайках с возможностью поджатия в местах установки в монтажной раме и в каретке в направлении продольной оси затвора соответствующими пружинными элементами.

Повышение стойкости и работоспособности шиберного затвора будет происходить вследствие обеспечения равномерности прижатия огнеупорных плит друг к другу и компенсации износа их рабочих поверхностей. Это достигается тем, что стержни снабжены промежуточными опорами, а также выполнения поперечного сечения стержней овальной формы. В этих условиях устраняется прогиб стержней до допустимых величин. Овальное сечение стержней позволяет регулировать усилие прижатия огнеупорных плит друг к другу при их повороте. Установка направляющих роликов с эксцентриситетом позволяет компенсировать износ огнеупорных плит, регулировать усилие контакта огнеупорных плит. Расположение огнеупорных плит в обечайках с регулируемым поджатием в местах установки в монтажной раме и в каретке позволяет компенсировать их тепловое расширение при нагреве в процессе эксплуатации шиберного затвора. Наличие подпружиненного упора позволяет уменьшить динамические нагрузки на огнеупорные плиты и механизм привода каретки, а также выбирать люфты в рычажной системе привода.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявленного шиберного затвора с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертежи, где на фиг. 1 показана схема шиберного затвора, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А; на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б; на фиг. 5 - то же, разрез Г-Г; на фиг. 6 - схема шиберного затвора в открытом положении; на фиг. 7 - схема шиберного затвора, разрез Д-Д; на фиг. 8 - то же, вид по Е.

Шиберный затвор состоит из монтажной рамы 1, неподвижной огнеупорной плиты 2, каретки 3 с подвижной огнеупорной плитой 4, болтов 5 с пружинными элементами 6, пружины 7 со штоком 8, обечаек 9, шарнира 10, тяги 11, стакана 12, стоек 13 и 14, направляющих 15, балансиров 16 с хвостовиками 17, упоров 18 с пружинами 19, стержней 20, роликов 21 с осями 22, полок 23 с выступами 24. Позицией 25 обозначено отверстие в огнеупорных плитах и стакане, 26 - сталеразливочный ковш с соответствующей футеровкой и разливочным стаканом, ε эксцентриситет.

Шиберный затвор работает следующим образом.

Пример. При монтаже шиберного затвора неподвижная огне упорная плита 2 и подвижная огнеупорная плита 4 с отверстиями 25 устанавливаются в соответствующие обечайки 9. Затем огнеупорные плиты 2 и 4 устанавливаются соответственно в монтажную раму 1 и подвижную каретку 3 и поджимаются пружинящим элементом в виде болта 5 с пружиной 6. Монтажная рама 1 крепится к днищу сталеразливочного ковша 26. В каретке 3 и огнеупорной плите 4 установлен разливочный стакан 12. Каретка 3 поворачивается вокруг шарнира 10 до соприкосновения огнеупорных плит 2 и 4. Под действием тяги 11, соединенной с рычажной системой привода каретки 3 шиберного затвора /на схеме не показан/, каретка 3 передвигается, при этом полки 23 с выступами 24 наезжают на направляющие ролики 21, установленные на осях 22 с эксцентриситетом ε. Оси 22 роликов 21 фиксируются от поворота, например, с помощью штифтов /на схеме не показаны/. Расстояние между полками 23 больше диаметра роликов 21, а длина полок меньше расстояния между роликами.

Ролики 21 попарно укреплены на двух балансирах 16, расположенных симметрично по обе стороны от продольной оси затвора. На монтажной раме 1 укреплены стойки 13 и 14. При этом стойки 14 лежат в одной плоскости с осью отверстия 25 неподвижной плиты 2. В каждом балансире 16 выполнено центральное отверстие, через которое проходит стойка 14. При этом центральное отверстие в балансире 16 образует с соответствующей стойкой 14 цилиндрическую кинематическую пару с двумя степенями свободы. Балансиры 16 укреплены в стойках 13 при помощи соответствующих плоских хвостовиков 17, что устраняет поворот балансиров 16 вокруг стоек 14.

В плечах балансиров 16 установлены пружинные блоки, состоящие из пружин 19 и упоров 18, контактирующих со стержнями 20. Стержни 20 укреплены по краям в стойках 13, а также в промежуточной опоре в виде стойки 14, на конце которой имеется отверстие для соответствующего стержня 20. Стойка 14 снабжена шаровой направляющей 15 для центрирования соответствующего балансира 16. Стержень 20 выполнен овального поперечного сечения, что позволяет при повороте регулировать усилие пружин 19 через упоры 18, что позволяет регулировать усилие прижатия роликов 21 к выступам 24 полок 23 и, тем самым, усилия прижатия огнеупорных плит 2 и 4 друг к другу.

В крайнем положении каретка 3 упирается в пружинный блок, состоящий из штока 8 с пружиной 7. В этих условиях уменьшаются динамические усилия на огнеупорные плиты 2 и 4, а также на рычажную систему привода каретки 3. При этом в рычажной системе привода передвижения каретки 3 выбираются люфты, что способствует повышению стойкости механизма привода шиберного затвора.

Применение изобретения позволяет повысить стойкость и работоспособность шиберного затвора на 50-70%, а также исключить протечки жидкого металла в местах контакта огнеупорных плит.

Формула изобретения

Шиберный затвор, содержащий монтажную раму, подвижную каретку, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с отверстиями, установленные соответственно в монтажной раме и каретке и поджатые одна к другой посредством пружинных блоков, два балансира с центральным отверстием, расположенные симметрично по обе стороны от продольной оси затвора, опорные ролики, расположенные на осях попарно по обе стороны от продольной оси затвора на балансирах и взаимодействующие с направляющими выступами каретки, расстояние между которыми по одной стороне больше диаметра ролика, а длина которых меньше расстояния между роликами, механизм перемещения каретки, шарнирно связанный с ней, стойки, закрепленные в монтажной раме, часть из которых расположена в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты, стержни, укрепленные на сойках и контактирующие с пружинными блоками, размещенными в балансирах, отличающийся тем, что в стойках, расположенных в одной плоскости с осью отверстия неподвижной огнеупорной плиты, выполнены отверстия для соответствующего стержня, стержни выполнены овальной формы в поперечном сечении, ролики расположены относительно осей с эксцентриситетом, балансиры установлены в стойках при помощи плоских хвостовиков, при этом монтажная рама снабжена подпружиненным упором, контактирующим с кареткой, огнеупорные плиты смонтированы в обечайках и поджаты в местах установки в монтажной раме и каретке в направлении продольной оси затвора посредством пружинных элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8