ШИБЕРНЫЙ ЗАТВОР НА ВЫПУСКНОМ ОТВЕРСТИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОНТЕЙНЕРА Российский патент 2025 года по МПК B22D41/24 

Изобретение относится к шиберному затвору на выпускном отверстии металлургического контейнера, содержащему корпус и расположенные в нем запорную плиту и, по меньшей мере, одну перемещаемую в продольном направлении запорную плиту, а также крышку, которая может быть прикреплена к корпусу посредством крепежного механизма, при этом запорные плиты могут быть прижаты друг к другу посредством крепежного механизма через крышку, согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения.

Шиберный затвор, известный из документа ЕР-А-0891829, имеет корпус, который может быть прикреплен к контейнеру, в котором расположены верхняя и нижняя неподвижные огнеупорные запорные плиты и подвижная огнеупорная запорная плита, которая может перемещаться между ними вперед и назад посредством привода. Неподвижные запорные плиты закреплены в крышке или в корпусе, а подвижная плита закреплена в металлической раме, соединенной с приводом. Крышка разъемно крепится к корпусу зажимными винтами и блокируется блокировочными средствами в направлении перемещения подвижной плиты, которая может перемещаться вперед и назад, благодаря чему становится возможной ее регулировка в направлении, перпендикулярном направлению смещения.

В ином воплощении шиберного затвора с устройством замены литниковой трубки, крышка, расположенная на верхней части корпуса, установлена на нем с возможностью поворота, а к корпусу прикреплены поворотные зажимные винты для прижатия запорных плит друг к другу. Однако, эти зажимные винты надо закреплять или ослаблять по отдельности и при этом необходимо следить за тем, чтобы они были затянуты с определенным крутящим моментом для обеспечения бесперебойной работы.

Задача изобретения заключается в разработке такого шиберного затвора указанного выше типа, в котором крышка могла бы просто закрываться на корпусе или открываться для замены запорных плит, и при этом обеспечивалось бы оптимальное закрепление запорных плит, а также их плотное прилегание к корпусу и к крышке во время работы.

Эта задача решается данным изобретением согласно признакам пункта 1 формулы изобретения.

Упомянутый крепежный механизм, посредством которого крышка может крепиться к корпусу, имеет, согласно изобретению, зажимные рычаги, установленные с возможностью поворота на обеих сторонах корпуса, и взаимодействующие с ними опоры с контактными поверхностями, предназначенными для корпуса или крышки.

Таким образом, посредством этого крепежного механизма, согласно изобретению, запорные плиты всегда могут быть равномерно и оптимально прижаты друг к другу, даже после многократного использования.

Предпочтительно, если два зажимных рычага расположены с возможностью поворота на обеих сторонах корпуса или крышки, при этом каждая пара расположена по обе стороны так, чтобы они могли поворачиваться в направлении друг к другу или друг от друга. Это обеспечивает равномерную фиксацию запорных плит.

Для соответствующего приведения в действие зажимных рычагов крепежный механизм имеет регулировочный элемент, расположенный сбоку на корпусе поперек направления крепления запорных плит с возможностью продольного перемещения, шарнирно соединенный с одним зажимным рычагом на одном конце, а на другом конце - с предпочтительно вращаемым вручную валом для его приведения в действие.

Изобретение, а также его дополнительные преимущества ниже поясняются более подробно на примерах осуществления со ссылками на чертежи, на которых показаны:

- на фиг. 1 - вид сбоку на шиберный затвор с крепежным механизмом согласно изобретению в открытом состоянии в частичном разрезе;

- на фиг. 2 - вид сбоку на шиберный затвор по фиг. 1 с крепежным механизмом в закрытом состоянии в частичном разрезе;

- на фиг. 3 - продольный разрез шиберного затвора по фиг. 1 с запорной плитой, закрепленной вверху или внизу, и с подвижной запорной плитой в центре;

- на фиг. 4 - вид снизу на крышку шиберного затвора по фиг. 1.

На фиг. 1-3 показан шиберный затвор 10, который может быть установлен на выпускном отверстии металлургического контейнера, который может представлять собой, в частности, распределительный конвертер или тому подобное в детально не показанной установке непрерывного литья для производства стальных прядей. В принципе, шиберный затвор можно использовать и в других установках, например, в печах при производстве цветных металлов для контролируемой разливки меди и тому подобном.

Согласно фиг. 3, шиберный затвор 10 снабжен корпусом 12 и крышкой 15, шарнирно соединенной с ним посредством шарнира 11. В них расположены верхняя и нижняя огнеупорные запорные плиты 13, 16, а между ними расположена перемещаемая в продольном направлении запорная плита 14. Она зажата в пластинчатой раме 17 и может перемещаться в открытое или закрытое положение посредством привода 18, детально не показанного, при этом на запорных плитах 13, 14, 16 предусмотрены соответствующие проточные отверстия 18'. Непоказанный внутренний огнеупорный стакан, встроенный в контейнер, обычно примыкает к верхней запорной плите 13. Нижняя запорная плита 16 дополнена удлиненным рукавообразным выступом 16'. На него может быть напрессована огнеупорная литниковая трубка или кожух ковша, или тому подобное для обеспечения герметичной разливки.

Запорные плиты 13, 14, 16 зажимаются или центрируются в корпусе 12 или в крышке 15 обычным способом, как подробно поясняется, например, в описании к патенту ЕР 2670546 В1.

Крышка 15 разъемно крепится к корпусу 12 посредством крепежного механизма 20, при этом запорные плиты 13, 14, 16 прижимаются друг к другу через крышку 15 для обеспечения герметичности между ними.

В соответствии с изобретением крепежный механизм 20 имеет, предпочтительно, с обеих сторон корпуса 12 два зажимных рычага 21, 22, установленных с возможностью поворота друг относительно друга, и взаимодействующие с ними опоры 23, 24, при этом зажимные рычаги 21, 22 в своей центральной области установлены с возможностью поворота на валах вращения 26, 27 сбоку на корпусе 12, а опоры 23, 24 прикреплены сбоку к крышке 15.

Зажимные рычаги 21, 22 шарнирно соединены на одном конце посредством соответствующего вала 28, 29 с регулировочным элементом 30, который может приводиться в действие валом 34, а на другом конце снабжены скользящими элементами 21', 22', которые могут входить в зацепление с опорами 23, 24, в результате чего при закреплении они входят в зацепление с опорами, а при освобождении могут поворачиваться от них.

Предпочтительно, два зажимных рычага 21, 22, каждый с регулировочным элементом 30, расположены симметрично друг другу по обеим сторонам корпуса 12. Упомянутый вал 34 проходит приблизительно по ширине корпуса 12 и соединен с регулировочным элементом 30 на обеих сторонах корпуса 12, в результате чего при вращении этого вала 34, например, с помощью съемного гаечного ключа, прижимные рычаги 21, 22 одновременно перемещаются в одном направлении с обеих сторон корпуса 12 и входят в зацепление с опорами 23, 24 или выходят из зацепления с ними.

Преимущественно, регулировочный элемент 30 и зажимные рычаги 21, 22 расположены на двух противоположных сторонах коробчатого корпуса 12 параллельно направлению движения перемещаемой в продольном направлении запорной плиты 14, а на узких поперечных сторонах расположены петля 11 и привод 18. Кроме того, при закреплении зажимные рычаги 21, 22 ориентированы своей продольной протяженностью в направлении крепления шиберного затвора 10, как можно видеть на фиг. 2, так что на них возникают лишь небольшие изгибающие моменты.

Целесообразно, чтобы на опорах 23, 24 были расположены наклонные контактные поверхности 23', 24' таким образом, чтобы при закреплении зажимные рычаги 21, 22 входили в зацепление с ними примерно в центре каждой поверхности, так что в рабочем состоянии, в зависимости от размеров и допусков запорных плит 13, 14, 16 и механизма, они могли бы регулироваться в том или ином направлении на контактных поверхностях 23', 24'.

Каждая из контактных поверхностей 23', 24' опор 23, 24 имеет угол наклона а величиной от 0 до 40°, например, 20°, так что скользящие элементы 21', 22', такие как ролики или крюки, проходили бы в направлении крепления запорных плит в процессе запирания. Сила трения между скользящими элементами 21', 22' и опорами 23, 24 изменяется в зависимости от угла наклона а. На практике было показано, что наилучшее соотношение прочности и трения достигается при угле наклона а более 0°, предпочтительно от 10° до 45°.

Регулировочный элемент 30 крепежного механизма 20, предназначенный для приведения в действие двух зажимных рычагов 21, 22, расположен сбоку на корпусе 12 поперек направления крепления или вдоль запорных плит. Он состоит из продольного направляющего элемента 32 со встроенным пружинным элементом 33 и направляемого им в продольном направлении поворотного рычага 31. Направляющий элемент 32 на одном конце вращательно соединен через вал 28 с одним зажимным рычагом 21, а на другом конце - с предпочтительно вращаемым вручную валом 34 снаружи корпуса 12. С одной стороны, он содержит шток, с которым шарнирно соединен зажимной рычаг 21, а с другой стороны - направляющую 32' с приемником вала 34 и направляющим пазом 39 для вала 29 поворотного рычага 31 на зажимном рычаге 22. Пружинный элемент 33, например, спиральная пружина, выполненный в виде пружины сжатия, находится на штоке, и опирается на упор 36 на штоке и напротив на поршневой элемент 37, который может ограниченно перемещаться относительно штока. Кроме того, этот шток и вместе с ним пружинный элемент 33 установлены в защитном канале 38 в корпусе 12.

Вал 34, установленный на конце направляющей 32', также соединен с возможностью вращения с поворотным рычагом 31 посредством шарнирно-рычажного соединения 35. При этом на одной стороне вала 34 закреплен рычаг 35', а на другой стороне - на конце поворотного рычага 31 болт 31'. Поворотный рычаг 31 имеет U-образную форму и опирается на вал 34, как показано на фиг.2. Он имеет такие размеры, что шарнирно-рычажное соединение 35 при повороте наружу проходит через мертвую точку, и, таким образом, происходит автоматическая блокировка крышки 15 в закрепленном состоянии.

Для закрытия или открытия крышки 15 вал 34 перемещается или поворачивается вручную или с помощью поворотного привода (не показан), а вместе с ним перемещается или поворачивается регулировочный элемент 30 с зажимными рычагами 21, 22 из положения, показанного на фиг. 1, в положение, показанное на фиг. 2, или наоборот. При закреплении поворотный рычаг 31 поворачивают вокруг вала 34 посредством шарнирно-рычажного соединения 35 и одновременно соответствующий зажимной рычаг 22 поворачивается вокруг вала 27 и прижимается к опоре 24 закрывающейся крышки 15. При этом поворотный рычаг 31 направляется своим валом 29 в продольном направлении в направляющий паз 39 направляющей 32'.

При повороте направляющий элемент 32 также одновременно задвигается в корпус 12, а вал 34 перемещается вместе с ним в том же направлении. Соответственно, другой, противоположный зажимной рычаг 21 поворачивается вокруг вала 26 и прижимается к другой опоре 23 закрывающейся крышки 15. Когда шток задвигается, пружинный элемент 33 частично прижимается поршневым элементом 37 к упору 36, создавая сжимающее усилие пружины на зажимные рычаги 21, 22 и, как следствие, зажимное усилие на крышку и на запорные плиты. Шарнирно-рычажное соединение 35 воздействует на противоположную сторону регулировочного элемента 30 и вместе с ним на поворотный рычаг 31, а блокировка происходит за счет поворота через мертвую точку, при этом болт 31' оказывается за продольной осью направляющего элемента 32 в направлении крепления.

Согласно фиг. 4, крышка 15 состоит из рамы 19 крышки, шарнирно соединенной с корпусом 12 посредством шарнира 11, и запорного колпака 15', который может быть установлен на ней. Опоры 23, 24, взаимодействующие с зажимными рычагами 21, 22 плиты 42, прикреплены снаружи запорного колпака 15'. Предпочтительно, между запорным колпаком 15' и рамой 19 крышки расположено множество непоказанных пружин и направляющих средств 41, что позволяет запорному колпаку 15' ограниченно перемещаться относительно рамы 19 крышки и корпуса 12 в направлении прижатия запорных плит.

Таким образом, можно компенсировать тепловое расширение или усадку и допуски огнеупорных запорных плит и/или корпуса, или механизма в целом, в результате чего всегда действует приблизительно одинаковое сжимающее усилие. Кроме того, с помощью пружин обеспечивается то, что рама 19 крышки давит примерно с одинаковым усилием на уплотнительный шнур 43, 46, встроенный в корпус 12, что обеспечивает постоянную герметизацию уплотнения со всех сторон между корпусом 12 и рамой 19 крышки. Таким образом, уплотнительный шнур 43 постоянно нагружен независимо от крепления или относительного положения крышки и, следовательно, не подвергается чрезмерным нагрузкам. Кроме того, целесообразно размещать уплотнительный шнур 46 по всему периметру между рамой 19 крышки и запорным колпаком 15'.

Указанная плита 42 с опорами 23, 24 на соответствующей наружной стороне запорного колпака 15 дополнительно снабжена центрирующим элементом 44, который практически без зазора входит в паз 45 сбоку на корпусе 12 так, чтобы крышка 15, соединенная с плитой 42, была закреплена в направлении перемещения центральной запорной плиты 14.

Изобретение достаточно раскрыто с использованием приведенных выше примеров осуществления. Однако, конечно, оно может быть воплощено и в других вариантах.

Как и в случае обычного шиберного затвора, он может содержать только две запорные плиты. Подвижная запорная плита предпочтительно встроена в скользящий узел, который может перемещаться вперед и назад с помощью привода внутри крышки.

В крепежном механизме, в принципе, могут быть предусмотрены только по одному поворотному зажимному рычагу с обеих сторон корпуса, которые должны быть соответственно ориентированы друг относительно друга.

Этот крепежный механизм также может быть повернут приблизительно на 180° и прикреплен к шиберному затвору сбоку, т.е. в этом случае аналогичным образом регулировочный элемент прикрепляется к крышке, а опоры - к корпусу. Альтернативно, зажимные рычаги могут быть установлены с возможностью поворота на крышке, а не на корпусе, при этом они могут поворачиваться друг относительно друга со скользящим элементом на конце и одновременно могут входить в зацепление с контактной поверхностью опоры, наоборот, на корпусе.

Контактные поверхности 23', 24', расположенные наклонно на опорах 23, 24, также могут быть выполнены в виде роликов и тому подобного. В этом случае предпочтительно, чтобы скользящие элементы зажимных рычагов были выполнены в виде крюков с плоской опорой. Указанный угол наклона (а) теоретически также может составлять 0°, чтобы скользящие элементы перемещались поперек направления крепления запорных плит в процессе запирания.

В принципе, такой крепежный механизм с регулировочным элементом 30 и двумя зажимными рычагами может быть предусмотрен только на одной стороне корпуса, тогда как на другой стороне корпуса может быть предусмотрен шарнир для поворота крышки.

Изобретение относится к области металлургии. Шиберный затвор (10) на выпускном отверстии металлургического контейнера содержит корпус (12) с расположенной в нем запорной плитой (13), запорную плиту (16), перемещаемую в продольном направлении запорную плиту (14), а также крышку, выполненную с возможностью закрепления на корпусе (12) посредством крепежного механизма (20). Запорные плиты прижаты друг к другу посредством крепежного механизма (20) через крышку (15). Крепежный механизм (20) содержит на каждой стороне корпуса (12) по меньшей мере по одному пружинному элементу (33), расположенному вдоль направления перемещения запорной плиты (14). По обеим сторонам корпуса (12) размещены опоры (23, 24) и зажимные рычаги (21, 22) крепежного механизма. Зажимные рычаги установлены с возможностью поворота и взаимодействия с опорами (23, 24) для закрепления крышки (15) на корпусе (12) или снятия с него. Обеспечивается равномерное и оптимальное поджатие запорных плит друг к другу. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Шиберный затвор на выпускном отверстии металлургического контейнера, содержащий корпус (12) с расположенной в нем запорной плитой (13), запорную плиту (16), перемещаемую в продольном направлении запорную плиту (14), а также крышку (15), выполненную с возможностью закрепления на корпусе (12) посредством крепежного механизма (20), при этом запорные плиты (13, 14, 16) выполнены с возможностью прижатия друг к другу посредством крепежного механизма (20) через крышку (15), отличающийся тем, что крепежный механизм (20) содержит на каждой стороне корпуса (12) по меньшей мере по одному пружинному элементу (33), расположенному вдоль направления перемещения запорной плиты (14), и снабжен с обеих сторон корпуса (12) опорами (23, 24) и зажимными рычагами (21, 22), установленными с возможностью поворота и взаимодействия с опорами (23, 24) с возможностью закрепления крышки (15) на корпусе (12) или снятия с него.

2. Шиберный затвор по п. 1, отличающийся тем, что зажимные рычаги (21, 22), закрепленные в своей центральной области, шарнирно соединены на одном конце с приводимым в действие регулировочным элементом (30) крепежного механизма (20), а на другом конце снабжены скользящими элементами (21', 22'), выполненными с возможностью зацепления с соответствующими опорами (23, 24) с обеспечением закрепления зажимных рычагов (21, 22) в зацеплении с опорами (23, 24) и освобождения зажимных рычагов (21, 22) от опор (23, 24) при повороте зажимных рычагов (21, 22).

3. Шиберный затвор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на обеих сторонах корпуса (12) или крышки (15) установлено по два зажимных рычага (21, 22) с возможностью поворота либо в направлении друг к другу, либо друг от друга для одновременного вхождения в зацепление или выхода из зацепления с соответствующими противоположными контактными поверхностями (23', 24') опор (23, 24) на крышке (15) или на корпусе (12), с обеспечением закрепления крышки (15) на корпусе (12), либо отсоединения от него.

4. Шиберный затвор по п. 2 или 3, отличающийся тем, что указанный регулировочный элемент (30), предназначенный для приведения в действие зажимного рычага (21, 22), расположен сбоку на корпусе (12) поперек направления крепления запорных плит (13, 14, 16) в продольном направлении, при этом одним концом он шарнирно соединен с одним зажимным рычагом (21), а другим – с валом (34), выполненным с возможностью вращения, предпочтительно вручную, для его приведения в действие.

5. Шиберный затвор по п. 4, отличающийся тем, что регулировочный элемент (30) состоит из продольного направляющего элемента (32) со встроенным пружинным элементом (33) и поворотного рычага (31), выполненного с возможностью перемещения пружинным элементом (33) в продольном направлении посредством шарнирно-рычажного соединения (35), при этом направляющий элемент (32) на одном конце соединен с возможностью вращения с одним зажимным рычагом (21), а на другом конце – с валом (34), при этом поворотный рычаг (31) на одном конце соединен с возможностью вращения с другим зажимным рычагом (22), а на другом конце – с валом (34) посредством шарнирно-рычажного соединения (35).

6. Шиберный затвор по п. 5, отличающийся тем, что шарнирно-рычажное соединение (35), выполненное с возможностью перемещения вокруг конца вала (34) и воздействия на него, при указанном повороте выполнено с возможностью прохождения через свою мертвую точку с обеспечением автоматической блокировки крышки (15) в закрепленном состоянии.

7. Шиберный затвор по п. 5 или 6, отличающийся тем, что пружинный элемент (33) выполнен с возможностью опоры на направляющий элемент (32) с обеспечением сжимающего усилия на зажимной рычаг (21, 22) крышкой (15), прикрепленной к корпусу (12).

8. Шиберный затвор по п. 7, отличающийся тем, что пружинный элемент (33), выполненный в виде пружины сжатия, размещен на штоке направляющего элемента (32) и оперт на упор (36) на штоке, а напротив – на поршневой элемент (37), выполненный с возможностью ограниченного перемещения относительно штока.

9. Шиберный затвор по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что каждая из контактных поверхностей (23', 24') опор (23, 24) выполнена с углом наклона α к направлению крепления шиберного затвора, составляющим от 0 до 40°, с обеспечением прохождения скользящих элементов (21', 22') зажимного рычага (21, 22) в направлении крепления запорных плит (13, 14, 16) предпочтительно наклонно.

10. Шиберный затвор по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что в корпусе (12) установлена неподвижная запорная плита (13), в раме установлена запорная плита (14), выполненная с возможностью перемещения в продольном направлении посредством привода, а в крышке (15) установлена неподвижная запорная плита (16).

11. Шиберный затвор по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что крышка (15) состоит из рамы (19) крышки, шарнирно соединенной с корпусом (12), и запорного колпака (15'), выполненного с возможностью установки на раме (19), при этом опоры (23, 24), выполненные с возможностью взаимодействия с зажимными рычагами (21, 22), закреплены снаружи запорного колпака (15').

12. Шиберный затвор по п. 11, отличающийся тем, что предпочтительно между запорным колпаком (15') и рамой (19) крышки расположено множество пружин и направляющих средств (41), обеспечивающих ограниченное перемещение запорного колпака (15') относительно рамы (19) крышки и корпуса (12) в направлении прижатия запорных плит (13, 14, 16), для компенсации теплового расширения, усадки, допусков запорных плит и/или корпуса или механизма, с обеспечением постоянного приблизительно одинакового сжимающего усилия.

13. Шиберный затвор по одному из пп. 11, 12, отличающийся тем, что каждая опора (23, 24) прикреплена к плите (42) снаружи запорного колпака (15'), при этом указанная плита (42) дополнительно снабжена центрирующим элементом (44), выполненным с возможностью вхождения практически без зазора в паз (45), выполненный сбоку корпуса (12), с обеспечением закрепления крышки (15), соединенной с плитой (42), в направлении перемещения центральной запорной плиты (14).

14. Шиберный затвор по одному из пп. 11-13, отличающийся тем, что в корпус (12) и крышку (15) вмонтированы уплотнительные шнуры (43, 46) для обеспечения герметизации уплотнения по всему периметру между корпусом (12) и рамой (19) крышки или между рамой (19) крышки и крышкой (15).