МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР Российский патент 1997 года по МПК F15B15/16 F01B15/02 

Изобретение относится к многоступенчатому гидравлическому цилиндру и к способу перемещения груза с различными степенями нагрузки (противодавлениями) и различным ходом подъема с применением этого многоступенчатого гидравлического цилиндра.

Известен многоступенчатый гидравлический напорный цилиндр для перемещения грузов с различными степенями нагрузки и различным ходом перемещения, содержащий первый цилиндр, выполненный в виде полого поршнецилиндрового блока с подключениями для подвода рабочей среды в рабочие полости, в полой штанге которого расположен цилиндр удлиненного хода с поршнем и штоком, причем полый шток первого цилиндра является трубой для цилиндра удлиненного хода.

Задача изобретения заключается в том, чтобы создать многоступенчатый гидравлический цилиндр, который в состоянии перемещать грузы с различной степенью нагрузки и разной высотой перемещения, который имеет компактную конструкцию, выполнен по возможности небольшой высоты и может быть изготовлен с меньшими затратами, чем многоступенчатый подъемный цилиндр известной конструкции.

Эта задача решается за счет того, что в описанном выше многоступенчатом цилиндре первый цилиндр закреплен на опоре, шток цилиндра удлиненного хода выполнен полым с размещением в его полости дополнительного поршня со штоком, и снабжен отдельными подключениями для подвода рабочей среды, при этом цилиндр удлиненного хода размещен в полой штанге первого цилиндра с исключением возможности контакта его штока при отсутствии подачи рабочей среды с перемещаемым грузом, например, подовым электродом дуговой печи постоянного тока.

Целесообразно, чтобы соотношение площадей рабочей поверхности поршня первого цилиндра к рабочей площади поршней цилиндра удлиненного хода лежало в диапазоне от 2:1 до 5:2.

Известен способ перемещения груза, например, подового электрода дуговой печи постоянного тока, с различными степенями нагрузки и различным ходом перемещения с помощью многоступенчатого гидравлического напорного цилиндра. Согласно изобретению для перемещения груза при первоначально высоком противодавлении выбивании подового электрода из лещади печи давление рабочей среды вначале подают исключительно в полости первого цилиндра, закрепленного на опоре, а при перемещении груза с малым противодавлением - подъем подового электрода внутрь печи давление рабочей среды подают исключительно в полости цилиндра удлиненного хода.

Такой многоступенчатый гидравлический цилиндр может применяться в качестве трехступенчатой системы подъема, например, в электродуговой печи постоянного тока для того, чтобы извлекать из камеры печи или загружать в нее имеющие вес около 26,0 тонн донные электроды после соответствующего износа или обгорания из днища электрической печи, футерованного огнеупорным материалом.

Давление, применяемое на первой ступени системы, имеющей, в общей сложности, три ступени, должно составлять приблизительно до 100 т для того, чтобы отсоединить прочно спекшиеся и утрамбованные донные электроды и поднять их на высоту около 300 мм. На второй и третьей ступени отделенные от дна донные электроды могут быть подняты двумя внутренними подъемными цилиндрами, приблизительно, на 2000 мм для того, чтобы их можно было захватить другим подъемным устройством, например, цеховым краном и перенести на площадку для устранения дефектов или ремонта в цеху металлургического завода и выгрузить там.

На фиг. 1 показано сечение трехступенчатого подъемного цилиндра в исходном положении; на фиг.2 сечение трехступенчатого подъемного цилиндра с выдвинутой ступенью 1; на фиг. 3 сечение трехступенчатого подъемного цилиндра в выдвинутом положении; на фиг. 4 сечение трехступенчатого цилиндра ниже донного электрода электродуговой печи постоянного тока.

Гидравлический цилиндр, представленный на фиг. 1-3, является трехступенчатым цилиндром, состоящим из первой цилиндрической ступени I, выполненной в виде полого поршнецилиндрового блока с цилиндром в виде трубы 1, поршнем 2 и полым штоком 3 поршня.

В полом штоке 3 поршня расположены два цилиндра 4,6 с удлиненным ходом, выполненные в виде телескопического цилиндра.

Полая штанга 3 поршня имеет ограничитель 5 хода телескопического поршня 4 ступени II, а телескопический поршень 4 имеет ограничитель 7 хода для телескопического цилиндра 6 ступени III.

Труба 1 цилиндра снабжена подключениями 8 для подвода среды для подъема и 9 для опускании на ступень I. Соответствующие подключения 10,11 для подвода рабочей среды на ступени II и III имеются (для подъема) под полым штоком 3 поршня и (для опускания) сбоку в верхней зоне полого штока 3 поршня.

Позицией 13 обозначена стационарная опора, на которую может опираться цилиндр ступени I.

На фиг. 1 показан трехступенчатый подъемный цилиндр в исходном положении.

На фиг. 2 видно, что полый шток (3) поршня выдвинут вверх в качестве ступени 1.

На фиг. 3 показан трехступенчатый подъемный цилиндр в полностью выдвинутом положении, то есть, когда оба телескопических цилиндра переместились до своих ограничителей подъема.

На фиг. 1-3 представлено применение гидроцилиндра согласно изобретению в качестве подъемного цилиндра для подъема и опускания груза (12). Само собой разумеется, устройство согласно изобретению может применяться для перемещения грузов в других направлениях.

На фиг. 4 представлено применение трехступенчатой подъемной системы на практическом примере, в частности для выдвижения донных электродов из электродуговой печи постоянного тока в соответствии с вышеприведенным описанием.

Донные электроды 14 находятся в камере электродуговой печи постоянного тока и в результате износа должны время от времени заменяться на новые или восстановленные донные электроды. С помощью находящихся под днищем печи по периметру донных электродов многоступенчатых цилиндров 16, которые надавливают снизу обшивки 15 дна на донные электроды 14, к донному электроду согласно изобретению прикладываются первоначальное высокое давление (вес донного электрода около 26 т), создаваемое рабочей средой полого поршнецилиндрового блока (1, 2, 3). За счет этого донный электрод 14 отделяется от окружающей его огнеупорной футеровки печи. Затем цилиндры удлиненного хода поднимают с приложением меньшего давления донный электрод, перемещая его в камеру электродуговой печи. Затем изношенный электрод выгружается из печи с помощью захвата.

Использование: для получения груза с различными степенями нагрузки многоступенчатого гидравлического цилиндра. Сущность изобретения: первый цилиндр выполнен в виде плоского поршнецилиндрического блока, в полой штанге поршня которого расположен один по меньшей мере цилиндр удлиненного хода. Полая штанга первого цилиндра является одновременно трубой цилиндра или цилиндров с удлиненным ходом. Соотношение между рабочей поверхностью полого поршнецилиндрового блока и рабочей поверхностью цилиндра или цилиндров с удлиненном ходом составляет от 2: 1 до максимально 5:1. В соответствии со способом согласно изобретению для перемещения грузов с различной степенью нагрузки и различным ходом перемещения с помощью многоступенчатого гидравлического цилиндра, сначала более высокое давление рабочей среды прикладывается к поршнецилиндровому блоку для отрыва груза, после чего для его перемещения давление рабочей среды прикладывают к цилиндру удлиненного хода. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Многоступенчатый гидравлический напорный цилиндр для перемещения грузов с различными степенями нагрузки и различным ходом перемещения, содержащий первый цилиндр, выполненный в виде полого поршня цилиндрового блока с подключениями для подвода рабочей среды в рабочие полости, в полой штанге которого расположен цилиндр удлиненного хода с поршнем и штоком, причем полый шток первого цилиндра является трубой для цилиндра удлиненного хода, отличающийся тем, что первый цилиндр закреплен на опоре, шток цилиндра удлиненного хода выполнен полым с размещением в его полости дополнительного поршня со штоком и снабжен отдельными подключениями для подвода рабочей среды, при этом цилиндр удлиненного хода размещен в полой штанге первого цилиндра с исключением возможности контакта его штока при отсутствии подачи рабочей среды с перемещаемым грузом, например подовым электродом дуговой печи постоянного тока. 2. Цилиндр по п.1, отличающийся тем, что соотношение площадей рабочей поверхности поршня первого цилиндра и рабочей площади поршней цилиндра удлиненного хода лежит в диапазоне 2 5 1. 3. Способ перемещения груза, например подового электрода дуговой печи постоянного тока, с различными степенями нагрузки и различным ходом перемещения с помощью многоступенчатого гидравлического напорного цилиндра, отличающийся тем, что для перемещения груза при первоначально высоком противодавлении выбивании подового электрода из лещади печи давление рабочей среды вначале подают исключительно в полости первого цилиндра, закрепленного на опоре, а при перемещении груза с малым противодавлением - подъем подового электрода внутрь печи давление рабочей среды подают исключительно в полости цилиндра удлиненного хода.