Настоящее изобретение относится к области металлургии, а более точно, к машине для пробивания летки шахтной печи.
Эта машина предназначена для осуществления способа пробивания типа "закладной стержень", в соответствии с которым после перекрытия летки забивочной массой погружают в нее перед ее окончательным затвердеванием металлический стержень, который может быть извлечен из летки в необходимый момент для ее открывания. Указанная машина обычно содержит каретку, на которой установлена опора стержня, удерживающая стержень в передней части каретки, а также перемещаемая по каретке задняя опора, снабженная средствами соединения с задним концом стержня, и захват, установленный на каретке с возможностью скольжения и предназначенный для захвата стержня в промежуточном положении между указанными задней и передней опорами.
Используемые до настоящего времени машины, предназначенные для осуществления способа "закладной стержень", являются в принципе классическими бурильными машинами, предназначенными для работы с бурильными штангами, и которые претерпели соответствующие модификации для реализации этого способа.
Рабочий орган этих машин должен содержать шпиндель (оправку) для захвата стержня, а также мощный двунаправленный пневматический ударник для передачи энергии, необходимой при введении и удалении закладного стержня для пробивания летки.
Очень часто в этих машинах предусматривают также возможность работы с бурильной штангой для изменения размеров или перемещения летки или для работы с классической бурильной штангой в том случае, когда по тем или иным причинам потерянный стержень не может быть использован.
Однако использование современного ударника, который применяется на этих машинах, создает ряд неудобств. Прежде всего это вызывает значительные напряжения и вибрации деталей машины, в особенности захвата стержня, который в результате подвергается быстрому износу. Такие машины чрезвычайно шумны и часто не соответствуют все более жестким нормам, предусматривающим уменьшение звукового уровня в промышленности.
Из Европейского патента N 0379018 известна машина для пробивания летки шахтной печи, включающая каретку с передней и задней скользящей опорами для поддержания металлического стержня, установленный на каретке с возможностью скольжения захват для схватывания стержня в каком-либо положении между передней и задней опорами.
В этой машине извлечение металлического стержня из летки шахтной печи осуществляется посредством возвратно-поступательного движения захвата. Однако, чтобы ввести стержень в затвердевающую забивочную массу летки при использовании этой машины, требуется мощный пневматический ударник для создания значительных усилий, необходимых для введения стержня в летку.
Основной недостаток вышеописанной известной машины состоит в том, что пневматический ударник, как указывалось выше, создает значительные напряжения и вибрации деталей машины. В результате удерживающий стержень захват подвергается быстрому износу. Более того, пневматический ударник является очень шумным и часто не соответствует стандартам допустимого уровня шума.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание машины для пробивания летки в шахтной печи, позволяющей обеспечить введение пробивающего стержня в затвердевающую массу летки и извлечение стержня из нее без использования пневматического ударника.
Этот технический результат достигается тем, что машина для пробивания летки шахтной печи, включающая каретку с передней и задней скользящей опорами для поддержания металлического стержня, установленный на каретке с возможностью скольжения захват для схватывания стержня в каком-либо положении между передней и задней опорами, согласно изобретение, снабжена установленным на каретке домкратом с ходом C, мультипликатором хода, подключенным между домкратом и захватом, с возможностью перемещения захвата вдоль каретки, и средствами управления домкратом, предназначенными для осуществления возвратно-поступательного движения захвата между положением (B) в передней части каретки и положением (A), расположенным от положения (B) на расстоянии L, меньшем длины металлического стержня.
В соответствии с основной характеристикой изобретения, в нем использован домкрат с ходом C, который воздействует при помощи мультипликатора хода на захват, скользящий вдоль каретки, и сообщает ему ход 2 C.
Введение стержня пробивания летки в забивочную массу осуществляется при посредстве указанных средств управления следующим образом.
После пропускания стержня для пробивания через захват и его закрепления в скользящей опоре, расположенной в задней части каретки, перемещают открытый захват на расстоянии L вперед по каретке, закрывают захват и заставляют перемещаться стержень при помощи захвата на расстояние L вперед для того, чтобы войти в забивочную массу. Затем открывают захват и отводят его назад на расстояние L назад к каретке, закрывают захват и заставляют перемещаться стержень на вторую длину L. Это возвратно-поступательное движение захвата на указанное расстояние L повторяется до тех пор, пока захват не погрузится на желательную глубину в летку.
Следует упомянуть, что это расстояние L выбирается таким образом, чтобы избежать продольного изгиба стержня в процессе его введения в летку.
Извлечение стержня для пробивания летки осуществляется следующим образом.
После закрепления конца стержня в захвате, находящемся в передней части каретки, захват вытягивается назад при помощи цепи, вытаскивая таким образом стержень из летки за счет одного непрерывного движения.
Очевидно, что для осуществления извлечения стержня за счет одного непрерывного движения захвата необходимо, чтобы ход захвата по каретке приблизительно соответствовал длине стержня. Таким образом, если бы желали осуществить это движение извлечения при помощи единственного домкрата без мультипликатора хода, то в результате домкрат должен был бы иметь ход, равный длине стержня. С учетом того, что домкрат этот должен быть обязательно установлен за захватом, длина такой машины должна превышать в два раза длину стержня. Однако домкрат в соответствии с настоящим изобретением имеет ход, соответствующий только половине длины стержня. Даже при использовании мультипликатора хода, который не может действовать, как только перед домкратом, можно получить длину машины, которая максимально равна 1,5 длины стержня.
В предпочтительном использовании настоящего изобретения предлагается мультипликатор хода, являющийся чрезвычайно простым и надежным, который специально приспособлен для функционирования в условиях загрязненной и тяжелой окружающей среды, имеющейся вокруг шахтной печи. В частности, этот мультипликатор использует всего одну подвижную тележку, установленную на каретке с возможностью скольжения, и всего одну цепь.
Кроме того, за счет выполнения домкрата и тележки на каретке согласно изобретению удалось уменьшить общую длину машины до приблизительно длины используемого в способе стержня.
Другим преимуществом настоящего изобретения является простота, с которой осуществляется управление различными движениями захвата. Благодаря использованию домкрата, в котором применены технические решения, согласно изобретению, удалось осуществить это управление при помощи всего трех гидравлических трубопроводов. Следует также отметить, что не нужны концевые выключатели, установленные на машине, для создания контура управления движением захвата.
Следует также заметить, что благодаря применению мультипликатора хода скорость перемещения захвата в два раза превышает скорость домкрата. Естественно, сила, которую должен произвести домкрат для перемещения вперед захвата, также в два раза должна превышать силу реакции, которую встречает захват. Следовательно, можно использовать давление питания домкрата для значительного увеличения скорости захвата при зарядке, однако не увеличивая потребления гидравлической жидкости домкрата. В любом случае скорость захвата равна удвоенной скорости захвата, подсоединенного непосредственно к домкрату, имеющему такие же размеры и который функционирует при том же давлении питания гидравлической жидкости. Это является основным преимуществом, особенно на стадии введения стержня в летку.
В самом деле, необходимое для осуществления последовательных возвратов захвата на расстояние L по каретке, делится пополам.
Другие преимущества и характеристики настоящего изобретения будут ясны из детального описания вариантов его осуществления со ссылками на чертежи, на которых: фиг. 1 изображает продольное сечение машины для пробивания летки шахтной печи, согласно настоящему изобретению на стадии подготовки к введению стержня в забивочную массу; фиг. 2 продольное сечение машины перед первым движением введения стержня; фиг. 3 продольное сечение машины после первого движения введения стержня; фиг. 4, 5 и 6 сечения предпочтительных вариантов выполнения домкрата, используемого в машине согласно настоящему изобретению, показанного в различных положениях.
Машина для пробивания летки шахтной печи содержит каретку 1 (фиг. 1-3). Эта каретка 1 может быть установлена, например, классическим образом на конце несущего кронштейна (на фигуре не изображен), который может поворачиваться относительно консоли для перемещения машины для пробивания летки между положением хранения и рабочим положением, и наоборот.
Каретка 1 может быть образована, например, двумя параллельными балками 2, соединенными между собой. На чертежах видна только одна балка 2; другая балка 2 снята для того, чтобы показать большее число деталей. Балки 2 содержат на их внутренних сторонах два направленных друг к другу рельса 3. На фиг. 1 показан только один рельс 3.
Каретка 1 имеет переднюю опору 4 и заднюю скользящую опору 5 для поддержания металлического стержня 6 и захват 7 для схватывания металлического стержня 6 в каком-либо положении между передней опорой 4 и задней опорой 5. Опора 4 представляет собой неподвижную опору такого типа, которая описана в европейском патенте EP 0 064 644. Эта опора 4 содержит две створки, расположенные в передней части каретки, которые могут поворачиваться между положением открывания, облегчающим введение и закрепление стержня 6 в захвате 7 с целью его извлечения из летки, и положением, в котором створки образуют между собой отверстие для прохода и поддержания стержня 6. Эти две створки образуют опору 4 и одновременно создают контур защиты от забрызгивания, возникающего от струи из летки.
Задняя скользящая опора 5 может следовать за движением стержня. Она перемещается вместе с рабочим органом 8, который установлен на тележке, свободно скользящей вдоль каретки 1, например, при помощи салазок, установленных на подошвах балок 2.
Этот рабочий орган 8 классическим образом содержит бурильную машину и ударник и обычно используется в способе "потерянный стержень". Его наличие оправдывается необходимостью бурения в некоторых случаях летки при помощи классической бурильной штанги. Из этого следует, что если классическое бурение не является необходимым, или же если оно может быть осуществлено другим образом, рабочий орган 8 может быть исключен. Тогда он заменяется простой скользящей опорой, которая следует за движением стержня 5, обеспечивая также его пору сзади.
Захват 7 может быть, например, двунаправленным захватом для обеспечения зажимания стержня 6 как при введении его в летку, так и при извлечении его из летки. Этот захват 7 установлен на тележке 9, расположенной на салазках, установленных на подошвах балок 2.
На каретке 1 установлен гидравлический домкрат 10, ход С которого приблизительно соответствует половине стержня 6. Этот домкрат содержит корпус 11, закрепленный соответствующим образом на каретке 1 в точке 12, и шток 13 поршня, соединенный в точке 14 с мультипликатором хода, подключенным между домкратом 10 и захватом 7. Следует упомянуть, что при полном выходе штока 13 поршня из корпуса 11 домкрат 10 будет иметь длину, приблизительно равную длине стержня 6.
Мультипликатор, применяемый в данной машине, должен иметь простую и надежную конструкцию, возможность быть легко встроенным в каретку и позволять получить общую длину машины, которая в принципе может быть ограничена длиной стержня 6. Мультипликатор хода, который отвечает этим трем условиям, описан далее только в качестве примера.
Этот мультипликатор хода содержит скользящую тележку 15, скольжение которой осуществляется, например, при помощи башмаков (на фигуре не показаны) по рельсам 3. Эта тележка 15 имеет на своем переднем конце колесо 16, а на заднем конце колесо 17. Эти два колеса 16, 17 служат для осуществления натяжения бесконечной цепи 18, которая закреплена на каретке 1 в точке 19 при помощи своей верхней ветви. Точка 19 расположена приблизительно на половине длины каретки 1. Ход тележки 15, таким образом, центрируется относительно каретки 1. Нижняя ветвь цепи 18 закреплена на тележке 9. Следует оценить, что в данном случае тележка 9 не подвержена более воздействию значительных моментов, возникающих из-за чрезмерно больших рычагов плеч передачи усилий.
В данном виде осуществления изобретения домкрат 10, тележка 15 и тележка 9 устроены таким образом, что, когда шток 13 поршня полностью выдвинут, домкрат 10 и тележка 15 наложены друг на друга в задней части каретки 1, а тележка 9 находится в положении, которое соответствует концу заднего хода захвата 7.
Эта конструкция является особенно предпочтительной, так как общая длина машины ориентировочно равна ходу захвата 7, в конце операции извлечения стержня 6, когда существует риск забрызгивания струей из летки, тележки 9, тележка 15 и шток 13 поршня находятся в положении смещения назад от передней части каретки 1.
При перемещении тележки 15 на расстояние X в первом направлении каждая точка нижней ветви цепи 18 совершает перемещение 2X относительно каретки 1 в указанном первым направлении. Это перемещение 2X можно разложить более точно на относительное перемещение X указанной точки цепи 18 относительно тележки 15, которое добавляется к относительному перемещению X тележки 15 по каретке 1.
Само собой разумеется, что цепь 18 может быть заменена канатом, однако, такое решение увеличит конструктивную высоту тележки 15, так как диаметр наматывания каната должен быть выбран существенно большим, чем у цепи 18. Можно было бы также подключить два мультипликатора последовательно таким образом, чтобы уменьшить еще более длину домкрата 10. Однако это не повлияло бы на общую длину машины, так как каретка 1, которая должна нести стержень 6, в любом случае должна иметь длину, равную его длине.
Тележка 9, несущая захват 7, и рабочий орган 8 могут быть жестко соединены, например, при помощи двух крючков, расположенных с каждой из сторон рабочего органа 8 и имеющих возможность заходить вручную или автоматически на два штыря, расположенных по бокам тележки 9. В таком случае рабочий орган 8 может не иметь собственного средства приведения в движение по каретке 1 для осуществления, например, бурения при помощи классического бура. Однако, если рабочий орган 8 не используется, то он преимущественно блокируется в задней части каретки 1.
Следует особенно оценить, что в настоящем изобретении предлагается домкрат 10, который позволяет значительно упростить автоматическое управление последовательностью указанных различных движений. Этот домкрат 10 будет подробно описан со ссылками на фиг. 4, 5 и 6.
На этих трех фигурах показан домкрат 10, имеющий корпус 11 и шток 13 его поршня. Корпус 11 имеет первую камеру 20 постоянного сечения, один конец которой выполнен закрытым и снабжен соединением, предназначенным для подключения первого гидравлического трубопровода 21, а второй конец выполнен открытым и снабжен соединением для подключения второго гидравлического трубопровода 22. Вторая камера 23 корпуса 11 служит соосным продолжением камеры 20, но имеет немного большее сечение. Камера 23 имеет соединение для подключения третьего гидравлического трубопровода 24, расположенное на ее закрытом конце, противоположном первой камере 20.
Домкрат 10 содержит также шток-поршень, выполненный из трех соосных частей, включающих головку 25 поршня, установленную в первой камере 20, промежуточный сегмент 26, сечение которого несколько меньше сечения головки 25 поршня, а длина несколько больше длины второй камеры 23, и шток 27, сечение которого несколько меньше сечения промежуточного сегмента 26. Этот шток 27 является продолжением сегмента 26 наружу через закрытый конец второй камеры 23. Во второй камере 23 установлен второй поршень 28, который может скользить на штоке 27.
Фигуры 4, 5, 6 соответствуют следующим положениям домкрата 10:
фиг. 4 соответствует положению домкрата 10, показанному на фиг. 1, то есть когда захват 7 находится в заданном положении на каретке 1, это положение далее именуется положение 0;
фиг. 5 соответствует положению домкрата 10, показанному на фиг. 2, т.е. когда захват 7 находится в положении A на расстоянии L от передней части каретки 1 в состоянии готовности к перемещению вперед для погружения в летку на длину L стержня 6;
фиг. 6 соответствует положению домкрата 10, показанному на фиг. 3, когда захват 7 находится в положении B на каретке 1, то есть в крайнем переднем положении.
Разнообразные движения осуществляют следующим образом.
Для перемещения вперед захвата 7 из положения 0 в положение A трубопровод 21 будет находиться под давлением, трубопровод 22 будет подключен к резервуару (на фигуре не показан), трубопровод 24 будет закрыт.
Можно отметить, что скользящий поршень 28 образует промежуточный упор для того, чтобы избежать перемещения вперед штока-поршня за положение, которое соответствует положению A захвата 7. Поэтому не требуется концевой выключатель для определения этого положения A.
Для перемещения захвата 7 из положения A в положение B в трубопровод 21 подают давление, трубопровод 22 подключают к резервуару, трубопровод 24 подключают к резервуару.
Для перемещения назад захвата 7 из положения B в положение A трубопровод 21 подключают к резервуару, трубопровод 22 подключают к резервуару, в трубопровод 24 подают давление.
Для перемещения захвата 7 назад из положения B в положение 0 трубопровод 21 подключают к резервуару, в трубопровод 22 подают давление, в трубопровод 24 подают давление.
Можно заметить, что трубопровод 24 находится под давлением, чтобы гарантировать возврат скользящего поршня 28 из занимаемого им положения в положение, которое он занимает на фиг. 4.
Теперь будет описано функционирование машины при осуществлении операции ввода стержня 9 в летку и при осуществлении операции вывода из летки. Преимущественно, стержень 9 вводится в машину, когда она находится в положении хранения и когда захват 7 занимает положение в задней части каретки 1, как это показано на фиг. 1. Введение стержня 6 осуществляется продеванием стержня 6 через захват 7, находящийся в открытом состоянии, и закреплением его в опоре 5, жестко соединенной с рабочим органом 8.
При нахождении стержня 6 на месте в соответствии с фиг. 1, приводят в действие домкрат 10, при этом шток 13 поршня выходит из него и перемещает вперед захват 7, который находится в положении полного открытия, в положение A на фиг. 2. Так как захват 7 открыт, он может свободно скользить относительно стержня 6, который удерживается в опоре 5.
В принципе возможно осуществление перемещения вперед захвата 7 в указанное рабочее положение A фиг. 2 до введения стержня 6, однако проще вводить стержень при нахождении захвата 7 в заднем положении на каретке 1 в соответствии с фиг. 1.
Из показанного на фиг. 2 положения можно начинать операцию введений стержня 6 в забивочную массу летки.
Домкрат 10 и захват 7 одновременно приводятся в действие, что обеспечивает закрывание захвата 7 и зажимание в нем стержня 6 и перемещение захвата 7 из положения A фиг. 2 в положение B фиг. 3 за счет дополнительного выхода штока 13 поршня на длину L/2. Это движение перемещает вперед стержень 6 на расстояние L, и он проникает в забивочную массу своим передним концом, в то время как его задний конец увлекает за собой рабочий орган 8. После поступления в положение B необходимо открыть захват 7 и сместить захват 7 назад за счет втягивания штока 13 поршня домкрата 10. Во время этого возвратного движения захвата 7 стержень 6 остается неподвижным, учитывая, что захват 7 открыт и может свободно скользить вдоль стержня 6.
Когда тележка 9 при своем возвратном движении проходит положение A, необходимо закрыть захват 7 и вновь вывести шток 13 поршня на длину L/2, чтобы переместить захват 7 в направлении положения B фиг. 3 и погрузить стержень 6 на длину L в забивочную массу. Это возвратно-поступательное движение захвата 7 между положениями A и B затем повторяется столько раз, сколько это необходимо для введения стержня 6 в летку на желательную глубину.
Для извлечения стержня 6 из летки каретка 1 перемещается к летке. Двунаправленный захват 7 перемещается при помощи домкрата 10 в переднюю часть каретки 1, то есть в положение B. Как только каретка 1 установлена правильно, свободный конец стержня 6 заводится в захват 7, находящийся в открытом состоянии. Затем контур питания захвата 7 инвертируется таким образом, что захват 7 закрывается. Теперь домкрат 10 может перемещать назад тележку 9, поддерживающую захват 7, извлекая таким образом стержень 6 из летки.
Следует отметить, что в этот раз перемещение тележки 9 в положение A фиг. 2 не вызывает ослабление захвата 7 и инвертирование движения домкрата 10, напротив, движение продолжается непрерывно до тех пор, пока домкрат 10 не перейдет в положение полного ввода поршня.
В настоящем изобретении предлагается также вариант решения для осуществления операции извлечения стержня 6, который позволяет использовать опору 5, подвижную вместе с рабочими органами 8. Отметим, что до сих пор это считалось невозможным, так как хорошо известно, что рабочий орган 8 обычно обладает недостаточными размерами для передачи стержню 6 значительного тягового усилия.
В этом варианте опора 5 образована захватом, предназначенным для извлечения стержня из летки, например, захватом такого типа, который описан в Европейском патенте N 0 379 018, при этом захват 7 может быть однонаправленным захватом, предназначенным только для введения стержня 6 в летку. Захват 7 при извлечении стержня 6 остается открытым, и свободный конец стержня 6 проходит через него, чтобы быть закрепленным в опоре 5. При своем возвращении назад захват 7 или его тележка своей опорой 9 непосредственно упираются в опору 5 и, таким образом, толкают перед собой рабочий орган 8. Ввиду того, что передача усилия тяги осуществляется непосредственно при помощи опоры 5, а не при помощи рабочего органа 8, этот последний не должен выдерживать никакого усилия. Он просто идет впереди захвата 7 и опоры 5 при их возвратном движении. Этот вариант обеспечивает в первую очередь конструктивные преимущества. Так, например, конструкция захвата 7 становится более простой, так как он должен содержать всего одну пару губок. Кроме того, он должен быть подключен только к одному пневматическому контуру.
Сущность изобретения: машина содержит каретку с опорой для поддерживания стержня в передней части каретки, скользящую опору для поддержания стержня в задней части каретки, и захват, установленный на каретке с возможностью скольжения и предназначенный для зажимания стержня в каком-либо месте между указанными передней и задней опорами. Мультипликатор хода включен между домкратом и захватом таким образом, чтобы осуществлять перемещение захвата. Предусмотрены средства управления домкратом, позволяющие осуществить возвратно-поступательное движение захвата между положением (B) в передней части каретки и положением (A), смещенным на расстояние L от первого положения (B). 12 з.п.ф-лы, 6 ил.
| ЕР, патент 0379018, кл | |||
| Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
