УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕСТАНОВКИ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ ФОРСУНОК Российский патент 2016 года по МПК B22D11/124 

Настоящее изобретение касается устройства для перестановки распылительных форсунок для позиционирования по меньшей мере одной распылительной форсунки и сегмента направляющей клети для направления, опирания и охлаждения непрерывнолитой заготовки в направляющей клети машины для непрерывного литья слябов.

Конкретно изобретение касается устройства для перестановки распылительных форсунок для позиционирования по меньшей мере одной распылительной форсунки относительно непрерывнолитой заготовки в направляющей клети машины для непрерывного литья слябов, имеющего

- устройство перемещения, включающее в себя ведущее тело и поршень исполнительного механизма, для перемещения поршня исполнительного механизма относительно неподвижного ведущего тела; и

- держатель распылительных форсунок для крепления по меньшей мере одой распылительной форсунки, при этом распылительная форсунка выполнена для распыления охлаждающего средства на непрерывнолитую заготовку, и держатель распылительных форсунок соединен с поршнем исполнительного механизма.

Такого рода устройство известно, например, из EP 010347 B1. С его помощью может регулироваться положение одной или нескольких распылительных форсунок сегмента направляющей клети относительно непрерывнолитой заготовки, при этом распылительные форсунки соединены посредством держателя распылительных форсунок с перемещающимся поршнем исполнительного механизма. Недостатком этого устройства является, впрочем, то, что с одной стороны охлаждающее средство должно направляться от неподвижного ведущего тела устройства перемещения к подвижному держателю распылительных форсунок посредством шлангопровода, а с другой стороны вследствие того факта, что поршень исполнительного механизма и вместе с тем также распылительная форсунка выполнены с возможностью вращения относительно устройства перемещения, необходимо отдельное направление держателя распылительных форсунок. Из-за шлангопровода или соответственно направления держателя распылительных форсунок повышается, кроме того, площадь, занимаемая устройством для перестановки распылительных форсунок, так что монтаж в существующие сегменты направляющей клети является затруднительным и затратным.

Задачей изобретения является преодолеть недостатки уровня техники и указать особенно компактное устройство для перестановки распылительных форсунок вышеназванного рода, у которого охлаждающее средство технически безопасно, в частности, без применения шлангопроводов, от неподвижной части установки направляющей клети, например, устройства перемещения, может направляться к распылительной форсунке; в частности, также должна обеспечиваться возможность дооснащения существующих сегментов направляющей клети устройством для перестановки распылительных форсунок.

Эта задача решается с помощью устройства вышеназванного рода, у которого

- по меньшей мере одна телескопически раздвижная телескопическая труба, включающая в себя неподвижную и по меньшей мере одну подвижную трубу, при этом неподвижная труба соединена с ведущим телом, предусмотрена для направления охлаждающего средства к держателю распылительных форсунок, так что распылительная форсунка соединена с ведущим телом без возможности вращения; и

- продольные оси поршня исполнительного механизма и телескопической трубы ориентированы параллельно.

С помощью предлагаемого изобретением устройства, во-первых, охлаждающее средство посредством телескопической трубы очень технически безопасно и, прежде всего, без шлангопроводов, требующих интенсивного технического обслуживания, направляется от неподвижной части установки направляющей клети, например ведущего тела устройства перемещения, к распылительной форсунке, которая может быть выполнена в виде однокомпонентной или двухкомпонентной форсунки; во-вторых, держатель распылительных форсунок и вместе с тем также распылительная форсунка посредством телескопической трубы без возможности вращения соединена с устройством перемещения, т.е. держатель распылительных форсунок фиксируется от вращения относительно устройства перемещения. Телескопическая труба может быть, в принципе, выполнена одно- или многоступенчатой. Под одноступенчатым исполнением понимают телескопическую трубу,

- включающую в себя неподвижную и подвижную трубу, причем обе трубы ориентированы коаксиально, и подвижная труба имеет меньший диаметр, чем неподвижная труба,

- у которой подвижная труба уплотнена относительно неподвижной трубы и

- у которой подвижная труба выполнена подвижной (называемой также телескопически раздвижной) относительно неподвижной трубы, так что телескопическая труба, с одной стороны, во вдвинутом состоянии имеет меньшую конструктивную длину, а с другой стороны, в выдвинутом состоянии обеспечивается большая конструктивная длина.

У многоступенчатой телескопической трубы по меньшей мере две трубы выполнены подвижными, так что возможна еще более компактная конструкция. Как у одноступенчатой, так и у многоступенчатой телескопической трубы неподвижная труба соединена с ведущим телом, а подвижная труба (при многоступенчатом исполнении последняя подвижная труба) с держателем распылительных форсунок. Благодаря параллельной ориентации телескопической трубы и поршня исполнительного механизма можно, к тому же, при известных обстоятельствах направлять охлаждающее средство к держателю распылительных форсунок также посредством нескольких телескопических труб, при этом поршень исполнительного механизма и телескопические трубы не обязательно должны лежать в одной плоскости. Благодаря компактной конструкции предлагаемого изобретением устройства существующие сегменты направляющей клети также могут дооснащаться устройством для перестановки распылительных форсунок (например, на внутренней дуге).

По одному из предпочтительных вариантов осуществления первая телескопическая труба предусмотрена для направления воды, а вторая телескопическая труба - для направления воздуха, при этом продольные оси поршня исполнительного механизма, первой телескопической трубы и второй телескопической трубы ориентированы параллельно. Благодаря этому все рабочие среды для двухкомпонентной распылительной форсунки технически безопасно и компактно направляются от ведущего тела устройства перемещения к держателю распылительных форсунок.

По другому варианту осуществления сильфон соединен с ведущим телом и держателем распылительных форсунок, благодаря чему может предотвращаться проникновение грязи. Благодаря сильфону предотвращается проникновение грязи, например окалины, под сильфон (например, в области уплотнений устройства перемещения или телескопической трубы).

По одному из особенно предпочтительных вариантов осуществления для сильфона предусмотрена вентиляция, предпочтительно вторая телескопическая труба, благодаря чему сильфон может находиться под давлением, повышенным по сравнению с атмосферой. Благодаря повышенному давлению эффективно предотвращается проникновение пылевидных частиц грязи.

По одному из устойчивых к механическим повреждениям вариантов осуществления устройство перемещения включает в себя гидравлический, пневматический или электрический линейный привод.

По другому варианту осуществления гидравлический или пневматический линейный привод выполнен в виде гидравлического цилиндра. Применение гидравлических цилиндров предпочтительно из-за высоких рабочих температур вблизи непрерывнолитой заготовки.

Для изготовления устройства для перестановки распылительных форсунок предпочтительно, если ведущее тело и неподвижная труба по меньшей мере одной телескопической трубы имеют один общий корпус. Но возможно также, чтобы ведущее тело и неподвижная труба имели каждый отдельные корпуса, которые, например, соединены друг с другом посредством соединительных элементов.

По одному из особенно экономичных вариантов осуществления для нескольких гидравлических цилиндров предусмотрен один гидравлический или пневматический делитель расхода, так что возможно синхронное управление положением нескольких распылительных форсунок. Посредством делителя расхода обеспечивается, что все распылительные форсунки синхронизированно приходят в номинальное положение, и, если это невозможно, например вследствие блокады, незаблокированные распылительные форсунки все-таки приходят при синхронном управлении в одно общее положение.

По одному из вариантов осуществления по меньшей мере для одной, предпочтительно для каждой распылительной форсунки предусмотрен точно один держатель распылительных форсунок, а для держателя распылительных форсунок - точно одно устройство перемещения, благодаря чему возможно независимое позиционирование распылительной форсунки. Благодаря этому обеспечивается полная возможность независимого позиционирования распылительных форсунок.

По другому варианту осуществления по меньшей мере для одной распылительной форсунки предусмотрено устройство измерения перемещения и устройство регулирования, благодаря чему возможно регулируемое позиционирование распылительной форсунки. Посредством этого варианта осуществления распылительная форсунка может позиционироваться с высокой точностью.

По одному из экономичных вариантов осуществления для нескольких гидравлических цилиндров предусмотрен один делитель расхода, который образуется несколькими связанными по частоте вращения шестеренными гидромоторами, сенсор частоты вращения, который предусмотрен для шестеренного гидромотора, и устройство управления или соответственно регулирования, так что возможно синхронное регулирование положения нескольких распылительных форсунок, которые предусмотрены для гидравлических цилиндров. Посредством этого варианта осуществления объемный поток к гидравлическим цилиндрам регистрируется с помощью сенсора частоты вращения и регулируется посредством устройства регулирования. Хотя положение распылительных форсунок не должно классическим образом регистрироваться с помощью устройства измерения перемещений, все же возможно достаточно точное позиционирование распылительных форсунок.

Целесообразно, чтобы сегмент направляющей клети для направления, опирания и охлаждения непрерывнолитой заготовки в направляющей клети машины для непрерывного литья заготовок, предпочтительно машины для непрерывного литья слябов для изготовления стальных слябов с различной шириной непрерывнолитой заготовки, включал в себя по меньшей мере одно устройство для перестановки распылительных форсунок по одному из пп.1-10 формулы изобретения. Предлагаемое изобретением устройство не ограничено ни машинами для непрерывного литья слябов, ни направляющей клетью в виде сегмента направляющей клети; возможно, например, также применение при крупных форматах квадратных заготовок.

Благодаря особой компактности и долгому сроку службы предлагаемого изобретением устройства для перестановки распылительных форсунок предпочтительно применение этого устройства для перестановки распылительных форсунок по одному из пп.1-9 формулы изобретения или сегмента направляющей клети по п.10 формулы изобретения в машине для непрерывного литья заготовок для изготовления непрерывнолитой заготовки из стали, предпочтительно стального сляба.

Другие преимущества и признаки настоящего изобретения содержатся в последующем описании неограничивающих примеров осуществления, при этом со ссылкой на следующие фигуры, на которых показано следующее:

фиг.1 - изображение в перспективе, частично в сечении сегмента направляющей клети, снабженного несколькими устройствами для перестановки распылительных форсунок;

фиг.2 и 3 - вид спереди и вид сбоку в сечении сегмента направляющей клети, показанного на фиг.1;

фиг.4 - изображение в сечении одного из предлагаемых изобретением устройств для перестановки распылительных форсунок;

фиг.5a и 5b - частично рассеченный вид и нерассеченный вид устройства для перестановки распылительных форсунок, показанного на фиг.4, на изображении в перспективе;

фиг.6a и 6b - две гидравлические схемы синхронного управления несколькими устройствами для перестановки распылительных форсунок;

фиг.7 - схема регулирования устройства для перестановки распылительных форсунок;

фиг.8 - вариант фиг.4.

На фиг.1-3 изображен сегмент 15 направляющей клети машины для непрерывного литья заготовок для изготовления стальных слябов на нескольких видах. В машине для непрерывного литья заготовок жидкая сталь наливается в неизображенный кристаллизатор, при этом сталь охлаждается и при этом образуется по меньшей мере частично затвердевшая непрерывнолитая заготовка. Затем непрерывнолитая заготовка вытягивается из кристаллизатора посредством приводных роликов направляющей клети и направляется, опирается и дополнительно охлаждается в последующей направляющей клети, которая на фигурах выполнена дугообразно, но в ином случае может быть, конечно, также выполнена вертикально или горизонтально. В направляющей клети обе широкие стороны непрерывнолитой заготовки 3 опираются посредством нескольких роликов 16a, 16b направляющей клети, при этом несколько последующих роликов 16a, 16b направляющей клети соответственно образуют сегмент 15 направляющей клети. Конкретно сегмент 15 направляющей клети имеет нижнюю раму 20, снабженную неподвижными роликами 16b направляющей клети, и расположенную напротив нее верхнюю раму 19, снабженную устанавливаемыми роликами 16a направляющей клети, при этом ролики 16a направляющей клети верхней рамы 19 посредством установочного цилиндра 18 могут устанавливаться на непрерывнолитой заготовке 3; верхняя рама 19 и нижняя рама 20 соединены посредством четырех стоек 17. Чтобы предотвратить слишком сильное охлаждение (т.е. переохлаждение), в частности, кромочных областей даже при различных значениях ширины непрерывнолитой заготовки 3, как на верхней стороне, так и на нижней стороне непрерывнолитой заготовки расположено несколько распылительных форсунок 2, снабженных каждая предусмотренными устройствами 1 для перестановки распылительных форсунок. При этом для каждой распылительной форсунки 2 предусмотрено точно одно устройство 1 для перестановки распылительных форсунок, так что положение распылительной форсунки по ширине непрерывнолитой заготовки может регулироваться индивидуально. На фиг.1 и 2 у нескольких устройств 1 для перестановки распылительных форсунок изображены по два положения распылительной форсунки 2, при этом изображение штриховой линией соответствует положению распылительной форсунки 2 при максимальной ширине непрерывнолитой заготовки 3.

На фиг.4 предлагаемое изобретением устройство 1 для перестановки распылительных форсунок для позиционирования распылительной форсунки 2 изображено более подробно. Устройство 1 для перестановки распылительных форсунок включает в себя устройство 6 перемещения, держатель 4 распылительных форсунок и распылительную форсунку 2, при этом устройство 6 перемещения выполнено в виде гидравлического линейного привода, конкретно в виде гидравлического цилиндра 11, включающего в себя неподвижное ведущее тело 21 и подвижный поршень 5 исполнительного механизма. Распылительная форсунка 2 выполнена в виде двухкомпонентной форсунки, так что на неизображенную непрерывнолитую заготовку может распыляться смесь воды и воздуха. Держатель 4 распылительных форсунок посредством двух телескопически раздвижных, одноступенчатых телескопических труб 7a, 7b снабжается охлаждающими средствами водой и воздухом, при этом телескопические трубы 7a, 7b также представляют собой фиксацию от вращения держателя 4 распылительных форсунок или соответственно распылительной форсунки 2. Конкретно по одному охлаждающему средству посредством торцевого ввода 22 для рабочей среды вводится в ведущее тело 21 и затем по телескопической трубе 7a, 7b направляется к держателю 4 распылительных форсунок, при этом воздух с водой смешивается в держателе 4 распылительных форсунок и направляется дальше к распылительной форсунке 2. Чтобы упростить уплотнение телескопических труб 7a, 7b, продольные оси 8 поршня 8 исполнительного механизма и телескопических труб 7a, 7b ориентированы параллельно. Во избежание загрязнения устройства 6 перемещения или соответственно телескопических труб и, в частности, их уплотнений между ведущим телом 21 и держателем 4 распылительных форсунок расположен сильфон 9, причем этот сильфон по существу пыленепроницаемо закрывает заключенное внутри него пространство. Для почти полного предотвращения проникновения частиц пыли для сильфона 9 предусмотрена вентиляция 10, при этом она выполнена в виде форсунки 23 с небольшим поперечным сечением отверстия в телескопической трубе 7b. Через форсунку 23 воздух втекает из телескопической трубы 7b в пространство, которое ограничивается сильфоном 9, так что это пространство находится под небольшим избыточным давлением относительно окружающей среды, благодаря чему предотвращается проникновение пыли под сильфон. Устройство 6 перемещения в соответствии с фиг.4 выполнено в виде гидравлического цилиндра двойного действия; но возможно было бы также исполнение устройства 6 перемещения с плунжерным цилиндром (т.е. в виде гидравлического цилиндра одинарного действия, например, снабженного возвратной пружиной). В целях наглядности предусмотренные для гидравлического цилиндра 11 подключения для масла не изображены. Как изображено, ведущее тело 21 имеет три камеры, при этом первая, центрально расположенная, камера служит полостью для гидравлического цилиндра 11 и по одной расположенной снаружи камере служит для обратного хода подвижной трубы 30 телескопической трубы 7a, 7b. Обе наружные камеры имеют к тому же по одному вводу 22 для рабочей среды.

На фиг.5a и 5b изображены два других вида предлагаемого изобретением устройства 1 для перестановки распылительных форсунок, показанного на фиг.4.

На фиг.6a и 6b изображены две гидравлические схемы для каждого из устройств 1 для перестановки распылительных форсунок. На фиг.6a гидравлические цилиндры 11 двух устройств 6 перемещения посредством гидравлического делителя 12 расхода, который выполнен в виде делителя расхода с линейным ходом, изначально связаны друг с другом; на фиг.6b связь гидравлических цилиндров 11 устройств 6 перемещения также осуществляется посредством гидравлического делителя 12 расхода, который, впрочем, образуется двумя связанными по частоте вращения шестеренными гидромоторами. Так как на фиг.6a и 6b речь идет о гидравлических схемах, в целях наглядности были изображены только устройства 6 перемещения устройств 1 для перестановки распылительных форсунок.

На фиг.7 изображена схема регулирования устройства 1 для перестановки распылительных форсунок для позиционирования одной отдельной распылительной форсунки 2. Гидравлический цилиндр 11 устройства 6 перемещения выполнен в виде гидравлического цилиндра двойного действия и соединен с гидравлическим клапаном 24, который выполнен в виде четырехходового трехпозиционного клапана. Держатель 4 распылительных форсунок соединен с устройством 13 измерения перемещений, которое подтверждает достижение фактического положения 26 устройству 14 регулирования. Устройство 14 регулирования с учетом номинального положения 25 и с помощью алгоритма регулирования по отклонению 27 регулируемой величины рассчитывает регулирующее воздействие 28, которое, при необходимости после усиления, передается гидравлическому клапану 24.

На фиг.8 изображен один из вариантов фиг.4. При этом ведущее тело 21 устройства 6 перемещения и неподвижные трубы 29 телескопических труб 7a, 7b имеют каждый отдельные корпуса, которые, однако, для фиксации от вращения держателя 4 распылительных форсунок относительно ведущего тела 21 соединены друг с другом посредством соединительных элементов 31. Отдельное исполнение корпусов обладает тем преимуществом, что, например, возможна замена изношенной телескопической трубы 7a, 7b без замены устройства 6 перемещения. Конечно, распылительная форсунка 2 и в этом варианте ни в коем случае не должна быть выполнена в виде многокомпонентной форсунки, так чтобы, например, для так называемой форсунки «water only» (только для воды) была необходима только одна единственная телескопическая труба. В этом варианте ведущее тело 21 имеет камеру, которая служит полостью для гидравлического цилиндра 11; неподвижные трубы 29 телескопических труб 7a, 7b имеют по одной камере, которая служит для обратного хода подвижной трубы 39.

Список ссылочных обозначений

1 Устройство для перестановки распылительных форсунок

2 Распылительная форсунка

3 Непрерывнолитая заготовка

4 Держатель распылительных форсунок

5 Поршень исполнительного механизма

6 Устройство перемещения

7a, 7b Телескопическая труба

8 Продольная ось

9 Сильфон

10 Вентиляция

11 Гидравлический цилиндр

12 Делитель расхода

13 Устройство измерения перемещений

14 Устройство регулирования

15 Сегмент направляющей клети

16a, 16b Ролики направляющей клети

17 Стойка

18 Установочный цилиндр

19 Верхняя рама

20 Нижняя рама

21 Ведущее тело

22 Ввод для рабочей среды

23 Форсунка

24 Гидравлический клапан

25 Номинальное положение

26 Фактическое положение

27 Отклонение регулируемой величины

28 Неподвижная труба

30 Подвижная труба

31 Соединительный элемент.

Изобретение относится к непрерывному литью слябов. Устройство (1) для перестановки распылительных форсунок содержит устройство (6) перемещения, включающее исполнительный механизм с корпусом (21) привода и поршнем (5), и держатель (4) распылительных форсунок, соединенный с поршнем (5). Для направления охлаждающего средства к держателю (4) распылительных форсунок используют по меньшей мере одну телескопическую трубу (7a, 7b), состоящую из по меньшей мере одной подвижной трубы (30) и неподвижной трубы (29), соединенной с корпусом (21) привода без относительного вращения. Продольные оси (8) поршня (5) исполнительного механизма и телескопической трубы (7a, 7b) параллельны. Обеспечивается техническая безопасность и компактность устройства. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство (1) для перестановки распылительных форсунок в роликовой направляющей машины непрерывного литья слябов, обеспечивающее позиционирование по меньшей мере одной распылительной форсунки (2) относительно непрерывнолитой заготовки (3), содержащее
- устройство (6) перемещения, включающее исполнительный механизм с корпусом (21) привода и поршнем (5), выполненным с возможностью перемещения относительно неподвижного корпуса (21) привода, и
- держатель (4) для крепления по меньшей мере одной распылительной форсунки (2), выполненной с возможностью распыления охлаждающего средства на непрерывнолитую заготовку (3), соединенный с поршнем (5) исполнительного механизма, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одной телескопической трубой (7а, 7b), состоящей из по меньшей мере одной подвижной трубы (30) и неподвижной трубы (29), соединенной с корпусом (21) привода, предназначенной для направления охлаждающего средства к держателю (4) распылительных форсунок, причем распылительная форсунка (2) соединена с корпусом (21) привода без относительного вращения, а продольные оси (8) поршня (5) исполнительного механизма и телескопической трубы (7а, 7b) параллельны.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая телескопическая труба (7а) предназначена для подвода воды, а вторая телескопическая труба (7b) - для подвода воздуха.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено сильфоном (9), предотвращающим проникновение грязи, соединенным с корпусом (21) привода и держателем (4) распылительных форсунок.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно снабжено устройством (10) подачи воздуха в сильфон (9) для создания в нем повышенного давления, выполненным предпочтительно во второй телескопической трубе (7b).

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство (6) перемещения содержит гидравлический, пневматический или электрический линейный привод.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что гидравлический или пневматический линейный привод выполнен в виде гидравлического или пневматического цилиндра (11).

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус (21) привода и неподвижная труба (29) по меньшей мере одной телескопической трубы (7а, 7b) имеют общий корпус.

8. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что корпус (21) привода и неподвижная труба (29) по меньшей мере одной телескопической трубы (7а, 7b) имеют общий корпус.

9. Устройство по одному из пп. 6-8, отличающееся тем, что оно снабжено гидравлическим или пневматическим делителем (12) расхода, соединенным с упомянутыми цилиндрами (11) и выполненным с возможностью синхронного управления положением распылительных форсунок (2).

10. Устройство по одному из пп. 1, 2, 4-8, отличающееся тем, что по меньшей мере одна распылительная форсунка (2) выполнена с возможностью независимого позиционирования и соединена только с одним держателем (4) распылительной форсунки, соединенным только с одним устройством (6) перемещения.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что по меньшей мере одна распылительная форсунка (2) выполнена с возможностью независимого позиционирования и соединена только с одним держателем (4) распылительной форсунки, соединенным только с одним устройством (6) перемещения.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что по меньшей мере одна распылительная форсунка (2) выполнена с возможностью регулируемого позиционирования и снабжена устройством измерения перемещения и устройством регулирования.

13. Сегмент (15) роликовой направляющей машины непрерывного литья заготовок для направления, опирания и охлаждения непрерывнолитой заготовки (3), отличающийся тем, что он включает по меньшей мере одно устройство (1) для перестановки распылительных форсунок по одному из пп. 1-12.