СИЛОВОЙ ЗАЖИМ ДЛЯ ВОДЯНЫХ КАМЕР Российский патент 2012 года по МПК B21B45/02 C21D1/667 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится, в целом, к прокатным станам, производящим горячекатаные длинные изделия, такие как бруски, стержни и т.п., и, в частности, относится к улучшению водяных камер, используемых для охлаждения таких изделий.

Уровень техники

Обычные водяные камеры обычно содержат корпус, содержащий множество форсунок, расположенных последовательно вдоль пути прохождения горячекатаного изделия. Форсунки разделены на базовые и верхние секции, которые взаимодействуют друг с другом для задания трубчатой оболочки, содержащей сменные втулки. Базовые секции закреплены на обычном расположенном снизу трубопроводе, а верхние секции установлены с возможностью регулирования между закрытыми положениями и открытыми положениями, обеспечивающими доступ к втулкам. Форсунки снабжаются через трубопровод водой под давлением, которая служит для охлаждения горячекатаного изделия.

Обычно верхние секции форсунок закрываются с помощью так называемых С-образных зажимов, которые устанавливаются вручную персоналом стана. Это занимает много времени, требуя внимательности для обеспечения необходимого высокого уровня крутящего момента, прикладываемого к каждому зажиму. В противном случае возникают утечки и снижается эффективность охлаждения.

Для решения этой проблемы согласно изобретению предлагается механизм для автоматического приложения правильной зажимной силы к закрытым верхним секциям и в предпочтительном варианте выполнения также для одновременного открывания и закрывания верхних секций форсунок.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту данного изобретения водяная камера содержит множество форсунок, расположенных последовательно вдоль первой оси. Форсунки разделены на базовые и верхние секции, при этом верхние секции установлены с возможностью регулируемого поворота вокруг второй оси, параллельной первой оси, между закрытыми положениями для взаимодействия с базовыми секциями для задания трубчатых оболочек, содержащих сменные втулки, через которые направляются горячекатаные изделия, и открытыми положениями, обеспечивающими доступ к втулкам. Вал передачи крутящего момента установлен с возможностью вращения вокруг третьей оси, параллельной первой и второй осям. Рычажная передача соединяет верхние секции форсунок с передающим крутящий момент валом. Зажимные элементы опираются на передающий крутящий момент вал. Передающий крутящий момент вал установлен с возможностью регулируемого поворота между положением открывания, в котором зажимные элементы отделены от верхних секций форсунок и верхние секции находятся в открытых положениях, и положением закрывания, в котором верхние секции закрыты и зажимные элементы находятся в контакте с верхними секциями и приводят их в закрытые положения.

Согласно другому аспекту данного изобретения зажимные элементы включают пружины для упругого поджатия верхних секций в их закрытые положения.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения форсунки закрыты внутри корпуса, имеющего дверь, установленную с возможностью поворота вокруг четвертой оси, параллельной первой, второй и третьей осям. Из передающего крутящий момент вала выступают в радиальном направлении рычажные элементы. Рычажные элементы предназначены для вхождения в соприкосновение с дверью во время поворота передающего крутящий момент вала между его положениями открывания и закрывания для регулируемого поворота двери вокруг четвертой оси между открытым и закрытым положениями.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения зажимные элементы опираются на регулируемый в вертикальном направлении суппорт в виде балки, проходящей параллельно первой оси. В этом варианте выполнения верхние секции форсунок переставляются вручную между их открытыми и закрытыми положениями с помощью регулируемого в вертикальном направлении балочного суппорта, служащего лишь для автоматического приложения силы закрывания, действующей через зажимные элементы для поджатия верхних секций форсунок в их закрытые положения.

Краткое описание чертежей

Эти и другие признаки и ожидаемые преимущества поясняются ниже более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - водяная камера, согласно одному варианту выполнения данного изобретения, на виде сбоку;

фиг.2 - водяная камера, на виде сверху;

фиг.3 - водяная камера, на виде с торца, в увеличенном масштабе;

фиг.4 - разрез по линии 4-4 на фиг.2;

фиг.5 - разрез по линии 4-4 на фиг.2 с открытыми форсунками и крышкой корпуса на левой стороне и закрытой крышкой с закрытыми форсунками на правой стороне;

фиг.6 - один конец водяной камеры с открытой крышкой и форсункой, в изометрической проекции;

фиг.7 - форсунка и зажимной механизм в открытом состоянии, в увеличенном масштабе;

фиг.8 - форсунка и зажимной механизм в закрытом состоянии, в увеличенном масштабе; и

фиг.9 - разрез по линии 4-4 альтернативного варианта выполнения изобретения.

Подробное описание

Как показано на фиг.1-4, устройство согласно одному варианту выполнения данного изобретения содержит двухстороннюю водяную камеру 10 для охлаждения горячекатаных изделий, движущихся в продольном направлении вдоль параллельных линий прохождения (называемых в последующем «первыми осями») А₁, А₁. Две стороны водяной камеры являются зеркальными отображениями друг друга, и тем самым подробное описание компонентов на одной стороне равным образом относится к компонентам другой стороны.

Как показано на фиг.4, водяная камера включает усиленные боковые стенки 12, проходящие вверх от нижней стенки 14 с образованием оболочки, разделенной внутри на две половины центральной стенкой 16.

Как показано дополнительно на фиг.6-8, множество водяных форсунок 18 расположено последовательно вдоль каждой их первых осей А₁. Форсунки разделены на базовые и верхние секции 18а, 18b, при этом верхние секции установлены с возможностью регулируемого поворота вокруг вторых осей А₂, параллельных первым осям А₁. Базовые секции 18а неподвижны и соединены с проходящим снизу трубопроводом 20 для воды. Верхние секции 18b установлены с возможностью регулирования между закрытыми положениями (как показано на фиг.4 и 8) для взаимодействия с базовыми секциями с образованием трубчатых оболочек, содержащих сменные втулки 22, и открытыми положениями (как показано на фиг.6 и 7), обеспечивающими доступ к втулкам 22.

Передающий крутящий момент вал 24 установлен с возможностью поворота вокруг третьей оси А₃, параллельной первой и второй осям А₁, А₂. Передающий крутящий момент вал 24 соединен с каждой из верхних секций 18b форсунок с помощью передаточного узла, содержащего кривошипное звено 26, выступающее в радиальном направлении из передающего крутящий момент вала, фланец 28, выступающий в боковом направлении из верхней секции 18b, и промежуточное соединительное звено 30. Зажимные элементы 34 установлены с возможностью поворота на передающем крутящий момент валу 24. Зажимные элементы предпочтительно включают один или несколько пакетов дисковых пружин 36.

Средства управления в виде линейных исполнительных механизмов 38 предусмотрены снаружи на противоположных концах водяной камеры. Каждый линейный исполнительный механизм соединен с передающим крутящий момент валом 24 с помощью соединительного звена 40. Линейные исполнительные механизмы служат для регулируемого поворота передающего крутящий момент вала 24 между положением открывания (как показано на фиг.6 и 7) и положением закрывания (как показано на фиг.4 и 8). При нахождении в положении открывания передающий крутящий момент вал служит для поворота и одновременного открывания верхних секций 18b форсунок с отделением зажимных элементов 34 от верхних секций. При нахождении в положении закрывания передающий крутящий момент вал поворачивает и одновременно закрывает верхние секции 18b форсунок с приложением зажимных элементов 34 к верхним секциям, при этом дисковые пружины 36 служат для приложения упругой силы закрывания.

Внутреннее пространство водяной камеры закрыто крышками 42, установленными для поворотного движения вокруг четвертой оси А₄ между закрытыми положениями, как показано на фиг.1-4, и открытыми положениями, как показано на фиг.5 и 6. Как показано на фиг.6 и 8, передающий крутящий момент вал 24 дополнительно снабжен выступающими в радиальном направлении, поднимающими крышки рычагами 44, имеющими ролики 46, предназначенными для соприкосновения с изогнутыми краями внутренних ребер 48, расположенных на расстоянии друг от друга на нижней стороне крышек 42. Когда передающий крутящий момент вал поворачивается из своего положения закрывания в свое положение открывания, то подъемные рычаги 44 служат для открывания крышек. Это состояние показано на фиг.5 на левой стороне. Необязательно, как показано на фиг.5 на правой стороне, крышки можно открывать вручную с оставлением передающего крутящий момент вала в его положении закрывания, при этом верхние секции 18b форсунок упруго поджимаются в свои открытые положения.

На фиг.9 показан альтернативный вариант выполнения изобретения, в котором зажимные элементы 34 установлены на балочных суппортах 50, проходящих по длине водяной камеры параллельно первым осям А₁. Зажимные элементы 34 опираются на балочный суппорт 50, при этом суппорт 50 установлен с возможностью регулирования в вертикальном направлении на направляющих 52. Балочные суппорты 50 соединены с помощью проходящих в боковом направлении кронштейнов 54 с линейными исполнительными механизмами 38.

В этом варианте выполнения верхние секции форсунок по отдельности и вручную переставляются между их открытыми и закрытыми положениями, и крышки 42 можно также открывать и закрывать вручную. Линейные исполнительные механизмы 38 служат для регулирования балочных суппортов 50 между поднятыми положениями (как показано на фиг.9 на левой стороне), в которых зажимные элементы 34 подняты для обеспечения открывания верхних секций форсунок, и опущенными положениями (как показано на фиг.9 на правой стороне), в которых зажимные средства служат для упругого поджатия верхних секций форсунок в их закрытые положения.

С учетом вышесказанного, для специалистов в данной области техники понятно, что данное изобретение обеспечивает значительные преимущества для рабочего персонала стана. Например, форсунки, обслуживающие линию прохождения, можно открывать и закрывать одновременно без ослабления и затягивания вручную отдельных зажимов. Верхние секции форсунок удерживаются в своих закрытых положениях с помощью упругих сил, что обеспечивает герметизацию воды, снова без необходимости вмешательства обслуживающего персонала.

Изобретение относится к конструкции водяной камеры, используемой в стане горячей прокатки. Водяная камера для использования при охлаждении горячекатаного изделия в прокатном стане содержит множество форсунок (18), расположенных последовательно вдоль первой оси А ₁ . Форсунки (18) разделены на базовые и верхние секции, при этом верхние секции (18а, 18b) установлены с возможностью регулирования между закрытыми положениями для взаимодействия с базовыми секциями для образования трубчатых оболочек, через которые направляется изделие, и открытыми положениями. Зажимной суппорт (24) проходит параллельно первой оси A ₁ и несет зажимные элементы (34). Управляющий механизм переводит зажимной суппорт между положением открывания, в котором зажимные элементы отделены от верхних секций (18b), а верхние секции форсунок переводятся в свои открытые положения, и положением закрывания, в котором верхние секции находятся в закрытых положениях, а зажимные элементы находятся в контакте с верхними секциями и поджимают их в закрытые положения. Технический результат заключается в упрощении обслуживания рабочим персоналом процесса горячей прокатки путем исключения операции открывания и закрывания одновременно без ослабления и затягивания вручную отдельных зажимов. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для охлаждения горячекатаного изделия в прокатном стане, содержащее множество форсунок, расположенных последовательно вдоль первой оси, причем форсунки разделены на базовые и верхние секции, при этом верхние секции установлены с возможностью регулирования между закрытыми положениями для взаимодействия с базовыми секциями для образования трубчатых оболочек, через которые направляется изделие, и открытыми положениями, зажимной суппорт, проходящий параллельно первой оси, зажимные элементы, установленные на зажимном суппорте, управляющие средства для регулирования зажимного суппорта между положением открывания, в котором зажимные элементы отделены от верхних секций, а верхние секции переводятся в открытые положения, и положением закрывания, в котором верхние секции находятся в закрытых положениях, а зажимные элементы находятся в контакте с верхними секциями и поджимают их в закрытые положения и средства для подачи охлаждающей жидкости к форсункам.

2. Устройство по п.1, в котором зажимные элементы включают в себя средства для упругого поджатия указанных верхних секций в их закрытые положения.

3. Устройство по п.1 или 2, в котором верхние секции установлены с возможностью регулируемого поворота между закрытыми и открытыми положениями вокруг второй оси, параллельной первой оси.

4. Устройство по п.3, в котором зажимной суппорт содержит передающий крутящий момент вал, установленный с возможностью поворота вокруг третьей оси, параллельной первой и второй осям.

5. Устройство по п.4, которое дополнительно содержит соединительные средства для соединения верхних секций с передающим крутящий момент валом, при этом управляющее средство служит для регулируемого поворота передающего крутящий момент вала между положениями открывания и закрывания, а соединительные средства служат для открывания и закрывания верхних секций в ответ на поворот передающего крутящий момент вала между положениями открывания и закрывания.

6. Устройство по п.5, в котором форсунки размещены внутри корпуса, имеющего крышку, установленную с возможностью регулируемого поворота вокруг четвертой оси, параллельной первой, второй и третьей осям, и рычажные элементы, выступающие в радиальном направлении от передающего крутящий момент вала, при этом рычажные элементы выполнены с возможностью взаимодействия с крышкой во время поворота передающего крутящий момент вала между положениями открывания и закрывания, для регулируемого поворота крышки вокруг четвертой оси между открытым и закрытым положениями.

7. Устройство по п.4, в котором управляющее средство содержит линейный исполнительный механизм, механически соединенный с передающим крутящий момент валом.

8. Устройство по п.1 или 2, в котором зажимной суппорт установлен с возможностью регулирования его положения в вертикальном направлении между положениями открывания и закрывания.