ПОСТУПАТЕЛЬНО ПЕРЕМЕЩАЕМЫЙ ЗАГРУЗЧИК ШИХТЫ Российский патент 2022 года по МПК C03B3/00 F27D3/08 

Настоящее изобретение относится к загрузчику шихты для стекловаренной печи и к установке для плавления шихты стеклообразующего материала. Более конкретно, оно относится к установкам для формования листового стекла, такого как флоат- или прокатным установкам, а также к установкам для формования полого стекла, такого как бутылки и флаконы, и более конкретно, к установкам для формирования стеклянных волокон типа минеральной ваты для тепло- и звукоизоляции, или так называемой армирующей текстильной стеклянной пряжи.

Изобретение также относится к системе управления таким загрузчиком шихты совместно с соответственным способом управления, компьютерной программой и машиночитаемым носителем записи.

Плавильные установки оснащаются устройством для загрузки шихты стеклообразующего материала в стеклоплавильную печь. Эти стеклообразующие материалы, как правило, представляют собой материалы оксидного типа, и обычно включают по меньшей мере 30% по весу оксида кремния, такого стекло, или силиката, такого как силикат щелочного и/или щелочноземельного металла. В частности, стекло может быть известково-натриевым стеклом или каменным стеклом, которое квалифицированные специалисты в этой области технологии часто называют «черным стеклом». Поэтому термины «стеклообразующие материалы» и «сырьевые материалы» подразумевают материалы, необходимые для получения стекловидной (или керамической или стеклокерамической) матрицы, такие как кварцевый песок, камень, доменный шлак, а также все из добавок (повышающих качество присадок), строительных отходов (в том числе минеральных волокон), все из жидких или твердых топлив, если это уместно (пластик из композитных или других материалов, органический материал, уголь), и стеклянный бой всех типов. В описании выражения «жидкое стекло» и «расплав» подразумевают продукт плавления этих стеклообразующих материалов.

Загрузочные устройства, также известные как «загрузчики шихты», обычно относят к одной из следующих двух групп:

- надповерхностные загрузчики шихты с желобом или толкателем, смонтированным в засыпочном кармане печи, снаружи варочной части,

- так называемые «погружные» загрузчики шихты, которые распределяют шихту непосредственно внутрь варочной части, на уровне ниже уровня расплавленных стеклообразующих материалов.

Более конкретно, известно применение загрузчика шихты, включающего:

- барабан, определяющий направление загрузки шихты в печь,

- элемент для перемещения шихты в печь по направлению загрузки, причем этот транспортирующий элемент, по меньшей мере частично, размещен в барабане, и

- двигательное устройство для привода указанного транспортирующего элемента.

Этот транспортирующий элемент может представлять собой поршень, как описано в патентном документе WO2016/120351A, или один или многие червячные шнеки, как описано в патентном документе WO2013/132184, причем в этом случае корпус загрузчика шихты выполнен в виде одношнекового или двухшнекового экструдера. Элемент для транспортирования шихты в печь сдвигается (в случае поршня) или вращается (в случае шнека) двигательным приводным устройством, которое может включать один или многое двигатели.

В этой ситуации создается сопротивление, в частности, перемещаемой шихтой, которое противодействует усилию, прилагаемому транспортирующим элементом. Это сопротивление повышается с ростом твердости и размера частиц в шихте, толщины пробки загруженной массы, то есть, площади контакта с концом загрузчика шихты вблизи печи, и застревания пробки на входе в плавильную камеру. В известной ситуации повышение этого сопротивления приводит к увеличению мощности моторного привода.

Когда, после повышения сопротивления, мощность, подводимая двигателем, достигает максимального предельного значения, предварительно заданного габаритами двигателя, различные компоненты загрузчика шихты, и, в частности, транспортирующий элемент и/или его моторный привод, проявляют тенденцию к заклиниванию, которое может приводить к их повреждению. В дополнение, при допущении, что транспортирующий элемент в конечном счете высвобождается вследствие повышения подводимой двигателем мощности, шихта с относительно большим весом может быть подана в плавильную камеру, обусловливая тем самым падение температуры и поэтому нестабильности процесса плавки.

Напротив, снижение сопротивления, создаваемого шихтой стеклообразующего материала, как правило, показывает, что пробка стала слишком тонкой. Тогда загрузчик шихты подвергается воздействию проникающих в барабан газообразных продуктов горения из печи, или, другими словами, «обратного прорыва газа». Такой обратный прорыв газа должен быть предотвращен любыми средствами, так как он может нагревать стеклообразующий материал в барабане. Тогда это приводит к быстрому повреждению деталей загрузчика шихты, которые не приспособлены к воздействию таких высоких температур. Это повышение температуры также увеличивает опасность воспламенения стеклообразующего материала, и даже взрыва. Опасность для оператора также создает высвобождение таких газов в атмосферу, учитывая токсичность газов, и для окружающей среды вследствие их загрязняющей природы.

Ввиду этих затруднений, известно завышение габаритов приводного двигателя так, что его мгновенная мощность обеспечивает возможность продвижения шихты стеклообразующего материала в печь. Однако это техническое решение является весьма неудовлетворительным, так как не позволяет корректировать работу загрузчика шихты сообразно переменным условиям операции загрузки. Так, сопротивление, создаваемое сформированным шихтой агломератом для загрузки, значительно варьирует в зависимости от твердости и размера его частиц. Загрузчик шихты, размер которого рассчитан на данную шихту, тем самым будет непригодным или плохо приспособленным для загрузки шихты различных типов. Кроме того, придание двигателю таких размеров не обеспечивает возможности ограничивать риски повреждения транспортирующего элемента во время повышения крутящего момента. Это в особенности имеет место, когда этот элемент подвергается воздействию асимметричных напряжений, например, при транспортировании очень неоднородной шихты, или когда образуется пробка переменной толщины. Наконец, такое решение никоим образом не обеспечивает возможность предотвратить возникновение нестабильностей в процессе плавки или обратного прорыва газа; скорее справедливо обратное.

Поэтому существует потребность в загрузчике шихты, который позволяет преодолеть заклинивание приводного двигателя и ограничивает опасность повреждения двигателя и/или транспортирующего элемента, в то же время предотвращая возникновение нестабильностей в процессе плавки и обратного прорыва газа.

Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность. Более конкретно, по меньшей мере в одном варианте осуществления предлагается способ относительно загрузчика шихты для загрузки шихты стеклообразующего материала в стекловаренную печь, причем указанный загрузчик шихты включает:

- барабан, определяющий направление загрузки шихты в печь, и

- механический узел, снабженный:

- элементом для транспортирования шихты в печь по направлению загрузки, причем этот транспортирующий элемент, по меньшей мере частично, размещен в барабане, и

- - двигательным устройством для привода указанного транспортирующего элемента,

причем указанный загрузчик шихты отличается тем, что механический узел является поступательно перемещаемым относительно барабана по направлению загрузки.

В приведенном ниже описании «механический узел» представляет собой группу, сформированную транспортирующим элементом и двигательным приводным устройством, причем узел имеет ограниченное значение создаваемого двигательным устройством максимального крутящего момента.

Таким образом, изобретение основывается на новой прогрессивной концепции, которая состоит в создании загрузчика шихты, в котором механический узел является поступательно перемещаемым относительно барабана по направлению загрузки. Такой загрузчик шихты позволяет человеку, как оператору, и/или машине позиционировать транспортирующий элемент в барабане в зависимости от условий загрузки.

Как было описано выше, положение транспортирующего элемента приводится в соответствие с величиной сопротивления, создаваемого шихтой стеклообразующего материала и/или пробкой загружаемого материала. Когда этот элемент перемещается вперед в барабане, толщина пробки сокращается, так как ее конец вводится в печь для расплавления. В результате этого снижается сопротивление, позволяя достигать приемлемого значения крутящего момента для приводного двигателя, в то же время ограничивая напряжения на транспортирующем элементе и риски повреждения. Напротив, когда транспортирующий элемент перемещается назад, толщины пробки возрастает, и сокращаются риски прорыва газообразных продуктов горения и/или внезапного выталкивания пробки в плавильную камеру.

Загрузчик шихты согласно изобретению, благодаря смещению механического узла относительно барабана, обеспечивает возможность сохранять это значение сопротивления, и поэтому соответствующее значение крутящего момента двигательного приводного устройства в пределах промежуточного диапазона значений, делая возможным преодоление заклинивания приводного двигателя и ограничивая риски повреждения его и/или транспортирующего элемента, в то же время предотвращая возникновение нестабильностей в процессе плавки или обратного прорыва газа.

На практике транспортирующий элемент может быть размещен в барабане:

- профилактически в отношении твердости и размера частиц введенного в загрузчик шихты материала, и сообразно техническим спецификациям для загрузчика шихты, и/или

- во время работы загрузчика шихты вслед за заклиниванием транспортирующего элемента повышается избыточный крутящий момент двигательного приводного устройства, или отслеживается любое другое нарушение работы загрузчика шихты.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, транспортирующий элемент представляет собой червячный шнек, подвижный с возможностью вращения вокруг направления загрузки. Согласно альтернативному варианту исполнения, транспортирующий элемент выполнен в форме поршня, поступательно перемещаемого по направлению загрузки, или транспортирующего элемента любого иного типа, известного в прототипе.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, барабан жестко соединен с шасси, относительно которого механический узел может поступательно перемещаться.

Внедрение такого шасси позволяет удовлетворительно контролировать направление перемещения механического узла, а также компоновку и позиционирование относительно остальной части шасси любого двигательного устройства для перемещения механического узла.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, механический узел пригоден для перемещения вручную.

Позиционирование транспортирующего элемента в барабане тем самым может быть модифицировано специалистом-оператором, в частности, в случае заклинивания загрузчика шихты.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, загрузчик шихты включает двигательное устройство для перемещения механического узла.

Тем самым оператор может полностью или частично содействовать позиционированию механического узла.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, механический узел пригоден для перемещения как вручную, так и посредством двигательного приводного устройства. Такая комбинация средств перемещения позволяет оператору преодолевать любые отказы двигательного приводного устройства, например, точно корректируя положение механического узла, принимая на себя функцию двигательного устройства в случае его отказа, или выполняя работу, требующую большего усилия, чем значение максимальной мощности двигательного приводного устройства.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, загрузчик шихты включает устройство для измерения по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика шихты, причем указанный физический переменный параметр выбирается из:

- крутящего момента, создаваемого двигательным приводным устройством на указанном транспортирующем элементе,

- температуры внутри барабана на самом дальнем его конце ниже по потоку, то есть, ближайшем к печи,

- концентрации газообразных продуктов горения внутри барабана, например, концентрации диоксида углерода и/или монооксида углерода.

Измерение температуры внутри барабана обеспечивает возможность выявлять любое возвращение жидкого стекла и/или начало пиролиза в транспортирующем элементе.

Внедрение измерительного устройства согласно этому конкретному аспекту изобретения делает возможным мониторинг в режиме реального времени удовлетворительной работы загрузчика шихты, чтобы модифицировать положение механического узла вдоль оси загрузки, если необходимо.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, крутящий момент измеряется путем измерения силы тока на указанном двигателе, которая пропорциональна крутящему моменту.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, это измерительное устройство связано с человеко-машинным интерфейсом, пригодным для сообщения оператору измеренного значения указанного физического переменного параметра. Тогда оператор может решать, изменять ли или нет положение механического узла относительно барабана, вручную или посредством двигательного приводного устройства.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, перемещение механического узла производится автоматически, чем обеспечивается возможность автоматического согласования положения транспортирующего элемента с крутящим моментом, и поэтому непрерывного корректирования загрузчика шихты сообразно условиям загрузки, согласно описываемому здесь способу управления.

Изобретение также относится к установке для плавления стеклообразующего материала, включающей:

- печь для плавления стеклообразующего материала, снабженную загрузочным отверстием, размещенным в стенке резервуара, предпочтительно ниже теоретического уровня жидкого стекла, определяемого положением сливной трубы для жидкого стекла,

- загрузчик шихты, как описанный выше, причем один конец барабана загрузчика шихты открывается в загрузочное отверстие.

Технические преимущества, обеспечиваемые загрузчиком шихты согласно изобретению, как описанным выше, также относятся к установке для плавления стеклообразующего материала, включающей такой загрузчик шихты.

Один конец барабана загрузчика шихты открывается в загрузочное отверстие, либо в непосредственном контакте, либо через промежуточную соединительную часть. В этой конфигурации доступ в печь является свободным по меньшей мере периодически, чтобы обеспечивать возможность введения шихты стеклообразующего материала в печь.

Более конкретно, изобретение относится к погружным загрузчикам шихты, чем обусловливаются риски обратного течения жидкого стекла в барабан и давления, прилагаемого жидким стеклом к пробке, так как эти два фактора значительно повышают сопротивление, создаваемое против действия транспортирующего элемента, и поэтому опасности заклинивания и/или повреждения.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, установка включает трубчатую загрузочную головку, размещенную ниже по потоку относительно барабана и закрепленную на наружной стенке резервуара печи, на одном уровне с загрузочным отверстием, причем указанная загрузочная головка снабжена на ее конце, отдаленном от печи, задвижкой, плита задвижки которой является подвижной между закрытым положением, в котором плита задвижки перекрывает доступ внутрь печи, и открытым положением, в котором этот доступ свободен.

Внедрение такой задвижки, когда она находится в закрытом положении, делает возможным разъединение загрузчика шихты с печью, например, для технического обслуживания, без любой опасности обратного течения жидкого стекла. Следует отметить, что функция перемещения механического узла необходима для возможности закрытия печи, чтобы избежать совпадения транспортирующего элемента с плитой задвижки, когда она переходит в закрытое положение.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, указанная задвижка ориентирована вертикально. В этой конфигурации тем самым можно разместить многочисленные загрузчики шихты вдоль одной и той же стенки печи.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, указанная загрузочная головка обычно имеет коническую внутреннюю поверхность, которая расширяется от отдаленного от печи конца к приближенному к печи концу.

Эта конусообразная конструкция тем самым облегчает, в случае формирования пробки, проталкивание пробки в печь.

Изобретение также относится к применению такой установки для плавления стеклообразующих материалов.

Кроме того, изобретение относится к способу управления загрузчиком шихты, как описанному выше, на основе по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика шихты, причем указанный физический переменный параметр выбирается из:

- крутящего момента, создаваемого двигательным приводным устройством на указанном транспортирующем элементе,

- силы тока в двигателе указанного двигательного приводного устройства,

- температуры внутри барабана на самом дальнем его конце ниже по потоку, причем указанный способ управления включает по меньшей мере одну из следующих стадий:

- сравнение указанного измеренного значения по меньшей мере с одним пороговым значением, и

- передачу команды на перемещение механического узла,

- управление двигательным устройством для перемещения механического узла.

Это пороговое значение может относиться либо к отказу в работе загрузчика шихты, которого оператор хочет избежать (например, заклинивания, поломки, экстремальной температуры), или, напротив, к значению оптимального эксплуатационного режима, к которому оператор хочет оставаться близким.

Следует отметить, что согласно альтернативному варианту исполнения команда на перемещение механического узла либо подается на человеко-машинный интерфейс для последующего исполнения оператором, либо направляется непосредственно в двигательное приводное устройство для автоматического исполнения.

Если указанным физическим переменным параметром является крутящий момент, подводимый двигательным приводным устройством к указанному транспортирующему элементу, было обнаружено, что значение этого крутящего момента проявляет тенденцию к снижению, когда транспортирующий элемент перемещается вперед в барабане в сторону печи, и наоборот. Поэтому управляющая команда, передаваемая, чтобы снизить этот крутящий момент, предназначена для перемещения транспортирующего элемента по направлению загрузки. Напротив, управляющая команда, передаваемая, чтобы повысить этот крутящий момент, предназначена для перемещения транспортирующего элемента в противоположном направлении.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, измеренный физический переменный параметр представляет собой силу тока, пропорциональную крутящему моменту, в двигателе двигательного устройства для вращения червячного шнека для продвижения шихты в печь, и указанное пороговое значение поначалу составляет между 10 и 50%, предпочтительно между 10 и 30%, предпочтительно между 12 и 20%, более предпочтительно между 14 и 16%, максимально допустимой силы тока в указанном двигателе.

В этом диапазоне значений доступный крутящий момент как абсолютное значение обеспечивает возможность разрешить любую проблему с заклиниванием элемента для транспортирования шихты в печь.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, значение силы тока в двигателе составляет 15% максимально допустимой силы тока в двигательном приводном устройстве. В зависимости от габаритов двигателя, соответствующее значение крутящего момента составляет между 600 и 700 Н/м.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, команда на перемещение механического узла ниже по потоку относительно теоретической плоскости сечения плиты задвижки связывается с ее размещением в открытом положении.

Это позволяет избежать любого контакта между транспортирующим элементом и плитой задвижки, и поэтому любого повреждения, которое могло бы быть в результате этого.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, измеренный физический переменный параметр представляет собой температуру внутри барабана на его самом дальнем конце ниже по потоку, причем управляющая команда передается на перемещение транспортирующего элемента назад, когда измеренная температура является равной или более высокой, чем пороговое значение температуры.

Изобретение также относится к системе управления загрузчиком шихты, как описанным выше, включающей процессорный модуль, пригодный для:

- сравнения по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика шихты, по меньшей мере с одним пороговым значением,

- передачи команды на перемещение механического узла.

Изобретение также относится к компьютерной программе, загружаемой из сети связи и/или записанной на носителе записи, пригодной для считывания компьютером и/или обработки процессором, включающей код операции для осуществления способа управления, как описано выше.

Изобретение также относится к машиночитаемому носителю записи, на котором записана такая компьютерная программа.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения описываются ниже, со ссылкой на чертежи, в которых:

- Фиг.1 представляет схематический вид в разрезе установки для плавления стеклообразующих материалов согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения;

- Фиг.2 представляет кинематическую схему загрузчика шихты согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения;

- Фиг.3 схематически представляет систему управления загрузчиком шихты согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения;

- Фиг.4 представляет технологическую блок-схему, показывающую последовательные стадии способа управления загрузчиком шихты согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения.

Идентичные ссылочные позиции в различных фигурах обозначают сходные или идентичные элементы.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, и как показано в фиг.1, изобретение относится к установке 10 для плавления стеклообразующих материалов, включающей:

- печь 3 для плавления стеклообразующих материалов, оснащенную загрузочным отверстием в стенке резервуара, и

- загрузчик 1 шихты согласно изобретению, причем один конец барабана 4 загрузчика 1 шихты открывается в загрузочное отверстие так, что стеклообразующие материалы могут быть введены в него.

Согласно варианту исполнения, показанному в фиг.1, загрузочное отверстие размещается ниже теоретического уровня жидкого стекла, определяемого положением сливной трубы для жидкого стекла. Это известно как загрузчик шихты погружного типа, к которому изобретение относится более конкретно, обусловливая риски обратного течения жидкого стекла в барабан 4 и давления, прилагаемого жидким стеклом к пробке, так как эти два фактора значительно повышают сопротивление, создаваемое против действия транспортирующего элемента 6, и поэтому опасности заклинивания и/или повреждения.

Однако согласно альтернативному варианту исполнения, загрузка может производиться выше теоретического уровня жидкого стекла, вдоль разделительной стенки и/или торцевой стенки печи 3.

Изобретение также относится к загрузчику 1 шихты, включающему:

- барабан 4, определяющий направление Х загрузки шихты 2 стеклообразующего материала в печь 3, и

- механический узел 5, снабженный:

элементом 6 для транспортирования шихты 2 в печь 3 по направлению Х загрузки, причем этот транспортирующий элемент 6, по меньшей мере частично, размещен в барабане 4, и

двигательным устройством 7 для привода указанного транспортирующего элемента 6.

В частности, механический узел 5 является поступательно перемещаемым относительно барабана 4 по направлению Х загрузки.

Загрузчик 1 шихты согласно изобретению в результате перемещения механического узла 5 относительно барабана 4 делает возможным сохранение этого значения сопротивления, и поэтому соответствующего значения крутящего момента двигательного приводного устройства 7, в пределах промежуточного диапазона значений, обеспечивая возможность преодоления заклинивания приводного двигателя и ограничения рисков повреждения его и/или транспортирующего элемента 7, в то же время предотвращая возникновение нестабильностей в процессе плавки и обратного прорыва газа.

Согласно конкретному варианту исполнения, показанному в фиг.1 и 2, загрузчик 1 шихты включает барабан 4, внутри которого заключен червячный шнек 6, подвижный с возможностью вращения вокруг оси Х загрузки. Тем самым этот червячный шнек 6 действует как элемент для транспортирования шихты 2 в печь 3. Следует отметить, что, согласно альтернативному варианту исполнения, транспортирующему элементу 6 может быть придана форма поршня, поступательно перемещаемого по направлению Х загрузки, или транспортирующего элемента любого иного типа, известного в уровне техники. Независимо от типа транспортирующего элемента 6, он вращается/передвигается двигательным устройством 7, включающим один или более двигателей. Группа, образованная этим транспортирующим элементом 6 и двигательным приводным устройством 7, формирует механический узел 5. Бункер на барабане 4 позволяет вводить шихту 2 сырьевого материала.

Согласно одному конкретному варианту исполнения (не показан), головка загрузчика шихты также включает задвижку и трубчатую часть для соединения с печью. Эта задвижка включает стационарную часть и подвижную часть, называемую плитой задвижки. Трубчатая соединительная часть прикреплена к стационарной части задвижки, внутренняя поверхность которой слегка расширяется в сторону печи, только стенка резервуара которой показана. Трубчатая соединительная часть вставлена в загрузочное отверстие. Соединительная часть и плита задвижки в каждом случае пересекаются системой внутренних труб, обеспечивающих циркуляцию хладагента. Когда плита задвижки находится в закрытом положении, она перекрывает доступ внутрь печи.

Как показано в фиг.1, барабан 4 загрузчика 1 шихты жестко соединен с шасси 8, относительно которого поступательно перемещается механический узел 5. Более конкретно, и как показано в кинематической схеме в фиг.2, механический узел 5 закреплен на горизонтальной панели (не показана), которая сама скользит по направлению Х загрузки вдоль боковых направляющих 14, жестко соединенным с шасси 8. Механический узел 5 перемещается относительно шасси с помощью ходового машинного винта 15. Будет понятно, что согласно альтернативному варианту исполнения поступательная подвижность механического узла 5 относительно барабана 4 может быть осуществлена посредством любой конструкции и/или механического соединения известного из прототипа вида, однако без выхода за пределы области изобретения.

Согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения (не показано), перемещение механического узла 5 управляется вручную, посредством маховичка, позволяющего вращать ходовой машинный винт 15. Согласно альтернативным вариантам исполнения, такое перемещение может управляться с помощью коленчатого рычага или любым другим известным механическим устройством подобного назначения.

Согласно альтернативному варианту исполнения, показанному в фиг.1, перемещение управляется посредством передаточного блока 9 с моторным приводом. Оператор тем самым может полностью или частично вмешиваться в позиционирование механического узла 5.

Чтобы обеспечивать принятие решения относительно перемещения механического узла 5 в барабане 4, загрузчик 1 шихты оснащен многочисленными датчиками, включающими:

- датчик для измерения крутящего момента, создаваемого двигательным приводным устройством 7,

- температурный датчик, размещенный внутри барабана 4 на его конце, предназначенном для позиционирования вблизи печи, что делает возможным выявление любого обратного течения жидкого стекла и/или начала пиролиза в червячном шнеке 6,

- устройство для измерения концентрации диоксида углерода и/или монооксида углерода в результате горения, внутри барабана 4.

Согласно одному конкретному варианту исполнения, различные датчики связаны с человеко-машинным интерфейсом (не показан), пригодным для сообщения измеренных данных оператору. Тогда оператор может принимать решение, изменять ли или нет положение механического узла 5 относительно барабана 4, вручную ли или посредством блока 9 с моторным приводом.

Согласно альтернативному варианту исполнения, показанному в фиг.1, поступательное перемещение механического узла 5 производится автоматически с помощью описываемой здесь системы 20 управления, которая создает возможность автоматически согласовывать положение винта 6 с измеренным крутящим моментом, и тем самым непрерывно приспосабливать загрузчик 1 шихты к условиям загрузки, согласно описываемому здесь способу управления.

Таким образом, изобретение также относится к системе 20 для управления загрузчиком 1 шихты, как здесь описываемым. Как показано в фиг.3, такая система 20 управления включает процессор 21, действующий как процессорный модуль, запоминающее устройство 22, интерфейсный блок 23 и измерительные датчики 24, причем эти элементы взаимно соединены шиной 25.

Процессор 21 контролирует блок 9 с моторным приводом для перемещения механического узла 5. Запоминающее устройство 22 хранит по меньшей мере одну программу для исполнения процессором 21, и разнообразные данные, включающие данные, собранные измерительными датчиками 24, параметры, используемые для выполняемых процессором 21 расчетов, и промежуточные данные расчетов, проводимых процессором 21. Процессор 21 может быть выполнен из любого подходящего оборудования или с программным обеспечением, или из комбинации оборудования и программного обеспечения. Запоминающее устройство 22 может быть выполнено из любого подходящего блока памяти или пригодных для этого средств хранения программы и данных в машиночитаемой форме. Программа обеспечивает то, что процессор 21 будет исполнять способ управления, как здесь описываемый.

Интерфейсный блок 23 находится на сопряжении между системой 20 управления и внешним устройством. Интерфейсный блок 23, в частности, может быть соединен с внешним устройством кабелем или беспроводным соединением. В этом варианте исполнения внешнее устройство может быть блоком 9 с моторным приводом для перемещения механического узла 5 и/или еще одного компонента загрузчика 1 шихты. В этом случае значения, измеренные датчиками 24, могут поступать в систему 20 через интерфейсный блок 23, затем храниться в запоминающем устройстве 22.

Хотя на фиг.1 показан единственный процессор 21, квалифицированному специалисту будет понятно, что такой процессор может включать различные модули и блоки, которые осуществляют исполняемые системой 20 управления функции. Эти функции также могут исполняться многочисленными взаимосвязанными процессорами 21.

Фиг.4 представляет блок-схему, показывающую последовательные стадии способа управления загрузчиком 1 шихты согласно одному конкретному варианту исполнения.

Во время первой стадии (стадии S1) сравниваются следующие переменные величины:

- значение силы тока в двигателе двигательного устройства 7 для вращения червячного шнека 6, пропорционально крутящему моменту этого двигателя, сравнивается с пороговым значением, настроенным на 15% максимально допустимой силы тока в двигателе, что в этом случае соответствует значению оптимальной работы, к которому оператор хочет оставаться близким, с 5%-ным допустимым отклонением,

- температура, измеренная внутри барабана 4 на самом дальнем ниже по потоку конце его, сравнивается с пороговым значением температуры, настроенным на 50°С, которое в этом случае соответствует экстремальной температуре, которой оператор хочет избежать.

Приоритет в способе управления отводится поддерживанию этой температуры на конце барабана 4 ниже порогового значения 50°С.

На практике, если измеренное значение силы тока в двигателе (стадия S1) является большей, чем 20% максимально допустимой силы тока, при температуре ниже 50°С, процессор 21 подает команду (стадия S2) на перемещение механического узла 5 вперед (стадия S3) на 1 см в сторону печи 3. Тогда блок 9 с моторным приводом для перемещения механического узла 5 управляется (стадия S3) согласно этой команде.

Напротив, если измеренное (стадия S1) значение силы тока в двигателе является меньшим, чем 10% максимально допустимой силы тока, при температуре менее 50°С, процессор 21 подает команду (стадия S2) на перемещение механического узла 5 назад (стадия S3) на 1 см.

Однако, если измеренная температура (стадия S1) является большей или равной 50°С, подается команда (стадия S2), запрещающая перемещение механического узла 5 вперед (стадия S3), независимо от измеренного (стадия S1) значения силы тока в двигателе. Только команды, санкционированные в этом случае, сохраняют положение механического узла 5 и перемещение его назад.

Подобным образом, команда на поступательное перемещение механического узла 5 ниже по потоку относительно теоретической плоскости сечения плиты задвижки связывается с ее размещением в открытом положении, чтобы предотвратить любой контакт между червячным шнеком 6 и плитой задвижки, и тем самым любое повреждение, которое могло бы быть в результате этого.

Этот способ управления повторяется с частотой 10 минут.

Следует отметить, что согласно альтернативному варианту исполнения, этот способ управления может быть осуществлен на основе различных типов измерения, различных пороговых значений и/или с различными частотами повторения.

Изобретение относится к загрузчику 1 шихты, включающему: барабан 4, определяющий направление Х загрузки шихты 2 стеклообразующего материала в печь 3, и механический узел 5, снабженный элементом 6 для транспортирования шихты 2 в печь 3 по направлению Х загрузки и двигательным устройством 7 для привода указанного транспортирующего элемента 6. Транспортирующий элемент 6 по меньшей мере частично размещен в барабане 4. Механический узел 5 является поступательно перемещаемым относительно барабана 4 по направлению Х загрузки. Загрузчик также включает устройство для измерения по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика 1 шихты: крутящего момента, создаваемого двигательным приводным устройством 7 указанного транспортирующего элемента 6, силы тока в двигателе указанного двигательного приводного устройства 7, температуры внутри барабана 4 на самом дальнем его конце ниже по потоку и/или концентрации газообразных продуктов горения внутри барабана 4. Изобретение позволяет человеку, как оператору, и/или машине позиционировать транспортирующий элемент в барабане 4 в зависимости от условий загрузки, сокращаются риски прорыва газообразных продуктов горения, заклинивания и/или внезапного выталкивания пробки загружаемого материала шихты в плавильную камеру. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Загрузчик (1) шихты, предназначенный для загрузки шихты (2) стеклообразующего материала в стекловаренную печь (3), причем указанный загрузчик (1) шихты включает:

- барабан (4), определяющий направление (Х) загрузки шихты (2) в печь (3), и

- механический узел (5), снабженный:

элементом (6) для транспортирования шихты (2) в печь (3) по направлению (Х) загрузки, причем этот транспортирующий элемент (6) по меньшей мере частично размещен в барабане (4), и

двигательным устройством (7) для привода указанного транспортирующего элемента (6),

отличающийся тем, что механический узел (5) является поступательно перемещаемым относительно барабана (4) по направлению (Х) загрузки, и тем, что он включает устройство для измерения по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика (1) шихты, причем указанный физический переменный параметр предпочтительно выбирается из:

- крутящего момента, создаваемого двигательным приводным устройством (7) указанного транспортирующего элемента (6),

- силы тока в двигателе указанного двигательного приводного устройства (7),

- температуры внутри барабана (4) на самом дальнем его конце ниже по потоку,

- концентрации газообразных продуктов горения внутри барабана (4), например концентрации диоксида углерода и/или монооксида углерода.

2. Загрузчик шихты по п.1, отличающийся тем, что барабан (4) жестко соединен с шасси (8), относительно которого механический узел (5) является поступательно перемещаемым.

3. Загрузчик шихты по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что механический узел (5) приспособлен для перемещения вручную.

4. Загрузчик шихты по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает блок (9) с моторным приводом для поступательного перемещения механического узла (5).

5. Установка (10) для плавления стеклообразующего материала, включающая:

- печь (3) для плавления стеклообразующего материала, снабженную загрузочным отверстием, размещенным в стенке резервуара, предпочтительно ниже теоретического уровня жидкого стекла, определяемого положением сливной трубы для жидкого стекла,

- загрузчик (1) шихты по одному из предшествующих пунктов, причем один конец барабана (4) загрузчика (1) шихты открывается в загрузочное отверстие.

6. Установка (10) по п.5, отличающаяся тем, что она включает трубчатую загрузочную головку (11), размещенную ниже по потоку относительно барабана (4) и закрепленную на наружной стенке резервуара печи (3), на одном уровне с загрузочным отверстием, причем указанная загрузочная головка (11) снабжена на ее конце, отдаленном от печи (3), задвижкой, плита задвижки которой является подвижной между закрытым положением, в котором плита задвижки перекрывает доступ внутрь печи (3), и открытым положением, в котором этот доступ свободен.

7. Применение установки (10) по одному из пп.5 и 6 для плавления стеклообразующих материалов.

8. Способ управления загрузчиком (1) шихты по одному из пп.1-4 на основе по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика (1) шихты, причем указанный физический переменный параметр предпочтительно выбирают из:

- крутящего момента, создаваемого двигательным приводным устройством (7) указанного транспортирующего элемента (6),

- силы тока в двигателе указанного двигательного приводного устройства (7),

- температуры внутри барабана (4) на самом дальнем его конце ниже по потоку,

при этом указанный способ управления включает по меньшей мере одну из следующих стадий:

- сравнение (S1) указанного измеренного значения по меньшей мере с одним пороговым значением,

- передачу (S2) команды на поступательное перемещение механического узла (5) и

- управление (S3) блоком (9) с моторным приводом для поступательного перемещения механического узла (5).

9. Способ управления по п.8, отличающийся тем, что измеренный физический переменный параметр представляет собой силу тока в двигателе двигательного устройства (7) для вращения червячного шнека (6) для перемещения шихты (2) к печи (3), и тем, что указанное пороговое значение первоначально составляет между 10 и 50%, предпочтительно - между 10 и 30%, предпочтительно - между 12 и 20%, более предпочтительно - между 14 и 16% максимально допустимой силы тока в указанном двигателе.

10. Способ управления по одному из пп.8-9, осуществляемый в установке (10) по п.6, отличающийся тем, что команду на поступательное перемещение механического узла (5) ниже по потоку относительно теоретической плоскости сечения плиты задвижки связывают с ее размещением в открытом положении.

11. Способ управления по одному из пп.8-10, отличающийся тем, что измеренный физический переменный параметр представляет собой температуру внутри барабана (4) на самом дальнем его конце ниже по потоку, причем управляющую команду передают для поступательного перемещения транспортирующего элемента (6) назад, когда измеренная температура является равной или более высокой, чем пороговое значение температуры.

12. Система (20) управления загрузчиком (1) шихты по одному из пп.1-4, включающая процессорный модуль (21), пригодный для:

- сравнения (S1) по меньшей мере одного значения физического переменного параметра, обусловленного работой загрузчика (1) шихты, по меньшей мере с одним пороговым значением,

- передачи (S2) команды на перемещение механического узла (5).

13. Машиночитаемый носитель записи, на котором записана компьютерная программа, загружаемая из сети связи и/или записанная на носителе записи, пригодном для считывания компьютером и/или обработки процессором, включающая код операции для осуществления способа управления по одному из пп.8-11.