Устройство для загрузки труб в ванну с расплавом металла Советский патент 1984 года по МПК C21D9/08 F27D3/00 

Изобретение относится к устройствам для загрузки и выгрузки трубчатых изделий при термообработке чугунных труб с шаровидным или пластин чатым графитом и стальных труб, конкретно при отжиге в металлических ваннах, например алюминиевых или из алюмин ие вых с плав ов. Известен механизм загрузки, выполненный в виде домкрата со штоком, соединенным с рычагом, выполненным в виде прямолинейного участка и петли с люлькой Cl 3. Недостатком данного устройства является отсутствие вращения ванны и вращения изделия в момент загрузки что приводит к снижению качества из делий . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 20 Ю ройство для загрузки труб в ванну с расплавом металла во вращающейся цилиндрической печи отжига, содержащее S-образные рычаги с ушком и люль кой и поперечные направлякдцие качения, выполненные на внутренней стенке печи 2 . Недостатком известного устройства является сложность устройства и его обслуживания. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для загрузки тру в ванну с расплавом металла во враща ющейся цилиндрической печи отжига, содержащее S-образные рычаги с ушком и люлькой и поперечные направляющие качения, выполненные на внутренней стенке печи, S-образные рычаги шарнирно закреплены на внутренней стенке печи около загрузочного окна, при этом в крайнем верхнем положении люлька расположена над загрузочным окном, а при крайнем нижнем - между направляющими качения. Предлагаемой конструкцией закалка трубы в ванне по всему ее сечению обеспечивается очень простыми средст вами без риска овализации, поскольку труба приводится во вращение вокруг своей оси, за счет перекатывания внут ри печи. Причем печь для отжига труб содер жит наружные средства для захвата и переноса трубы, которые шарнирно укреплены на наружной стенке печи, а при вращении печи они также перемещаются вместе с ней и могут отки022дываться по отношению к печи для введения трубы, подлежащей обработке, внутрь печи, ее укладывания на направляющие качения и извлечения трубы после обработки. На фиг. 1 схематически показано устройство с печью для отжига труб во время введения в нее трубы, подлежащей обработке, вертикальный разрез; на фиг. 2 - печь для отжига труб, частичный разрез; на фиг. 3 частичный вид средств для захвата и переноса трубы, шарнирно укрепленных на наружной стенке печи для отжига труб; фиг. 4-8 - последовательные фазы загрузки и обработки трубы внутри печи и вне ее с переменными движениями вращения или колебания печи для отжига труб; на фиг. 9 и две фазы перемещения трубы в печи для отжига, оборудованной одним вариантом направляющих качения, расположенных внутри печи; на фиг. 1113 - варианты конструкции средств для захвата и переноса труб; на фиг. 14 - предлагаемый вариант конструкции печи для отжига труб. Отжигательная цилиндрическая печь 1 имеет на соответствующих концах два внешних венца качения 2, которые опираются на два вращающихся ролика 3. Ролики 3 опираются на инфраструктуру 4, закрепленную анкерными болтами на земле. Листовая стенка печи, футерованная внутри огнеупорной кладкой 5, имеет продольное отверстие 6 для введения и вывода трубы 7, которое может закрываться выдвижной крышкой 8. Две горелки 9, носики которых направлены вдоль продольной оси, закрепляются фланцами на торцовых поверхностях печи 1 и дают длинное пламя над уровнем металлической ванны. Горелки 9 могут быть заменены любым другим эквивалентным нагревательным средством, например индукторами. Для приведения печи во вращение ведущая шестерня 10, ось которой параллельная продольной оси печи и опирается на инфраструктуру 4, зацепляется с зубчатым сектором 11, опирающимся на внешнюю поверхность листовой стенки отжигательной печи, например к середине печи, возможно вблизи венца качения 2. Зубчатый сектор 11 образует дугу больше максимальной амплитуды вращения печи, которая расчитывается так, чтобы соответствовать по меньшей мере полуобороту вращения трубы 7 в ванне 12. Эта амплитуда равна, например, 90°. Шестерня 10 приводится в движение посредством передачи моторедукторным двигателем 13, закрепленным в инфраструктуре 4, например, на две канавы. Она способна приводить во вращение печь 1 в двух противоположных направлениях вращения и, в частности сообщать ей попеременное вращение, порождающее угловые биения равной амплитуды, по обе стороны вертикальной плоскости. Для перемещения трубы 7 используют два рычага 14 для захвата и пе редачи, одинаковых и параллельных шарнирно закрепленных каждый на кон це с помощью оси 15, параллельной .продольной оси печи, на проущине или обойме 16, закрепленной на внещ ней поверхности стенки печи вблизи нижнего края отверстия, рычаги жест ко соединяются при вращении вокруг оси 15, определяемой шарнирами элементом жесткости 17, которая может быть, например, коаксиальной с двум осями шарнира. Каждый рычаг имеет извилистую форму двойной кривизны или в виде слонового хобота, опреде ляемую на внутренней поверхности ры чага в положении, примыкающем к оси 15 глубокой вогнутой петлей 18, а на продолжении ветви 19, противоположной шарниру этой петли, неглубок наружной вогнутостью, образующей ко нечную люльку 20, в которой может удерживаться труба и которая может проникать внутрь печи через отверстие 6, когда рычаги 14 поворачиваю ся в направлении против часовой стрелки, и петли 18 накрывают часть стен печи, примыкающей к нижнему краю отверстия 6.. . Возможно иметь три, четыре рычага 14 или больше в зависимости от длины переносимой трубы 7. Один из рычагов 14 справа от оси жестко соединен с одним из концов приводного рычага 21, короткого и прямолинейного, находящегося с другой стороны оси по отношению к плечу, другой конец которого шарнирно закреплен на конце штока домкрата 2 корпус которого шарнирно закреплен на обойме или опорной проушине 23, закрепленной на внешней поверхности стенки печи 1. Для принятия трубы 7 внутри печи и внутри ванны 12 два поперечных рельса с круговой поверхностью качения-, концентрической со стенкой печи, встроены в огнеупорной футеровке печи. Рельсы 24, которые располагаются симметрично с двух сторон вертикальной плоскости, приподняты на концах для образования упоров для трубы 7, катящейся по рельсам 24. Дуга рельсов 24 соответствует максимальной амплитуде вращения отжигательной печи и зависит от диаметра трубы, которую можно обрабатывать внутри печи. Для больших диаметров амплитуда дуги должйа увеличиваться, чтобы позволить трубе сделать по меньшей мере полуоборот в каждом направлении вращения печи. Для трубы малого диаметра амплитуда дуги рельсов 24 может, напротив, снижаться Чтобы позволить люлькам 20, нагруженным трубой, отойти в сторону над уровнем рельсов 24 в конце обратного пробега рычагов 14 так, чтобы УЛОЖИТЬ трубу на рельсы 24, предусматривается выемка 25 в огнеупорной футеровке между рельсами 24 для приема концевой зоны рычагов 14. С помощью этой установки проводят отжиг чугунной трубы 7 с шаровидным или пластинчатым графитом или стальной трубы 7 в различных фазах еле- . дующим образом. Печь 1 остановлена. Так как ее крышка 8 снята, отверстие 6 на .верхней точке. Наружный прямолинейный край 26 ветви 19 рычагов 14 находится в положении, при котором концевые люльки 20 образуют упоры для трубы 7. Домкрат 22 устанавливает их неподвижно в этом положении приема трубы 7. Печь t содержит металлическую ванну 12, поддерживаемую в расплавленном состоянии горелками 9, уровень которой значительно ниже уровня нижнего края отверстия 6, которьй должен еще снизиться во время последующего вращения печи. Труба 7 катится по направлякщим и проходит по рычагам 14 до упора с люльки 20 рычагов 14, которые ее удерживают. Домкрат 22 опрокидывает при этом рычаги 14 так, чтобы приблизить трубу 7 к отверстию 6 печи и ввести ее туда. Для облегчения этого введения запускается редукторный двигатель 13, 10 чтобы одновременно с рычагами 14 печь 15 установленная своими венцами качения 2 на ролики 3, вращалась бы в одном направлении. Конец внутренни рельсов 24, примыкающий к нижнему краю отверстия 6, снижается таким образом. Причем цель вращения печи, согласуюгцегося с опрокидыванием рычагов 14, заключается главным образом в сохранении в каждый момент хорошо уравновешенного положения трубы 7 на рычагаз{ 14, избегая того, чтобы по слишком большому наклону ветви 19 рычагов 14 труба не могла бы скатиться под действием силы тяжести над конца -1и люлек 20 и резко погрузиться в отжигательную печь. Труба 7 приближается таким образом к рельсам 23 по наклонной траектории, До того, как печь достигнет предела вращения в указанном направлении и нижний край отверстия 6 достигнет своего самого нижнего положения, рычаги 14 занимают путем качения более наклонное положение, сохраняющее еще на уравновешенной опоре трубу 7 5 крепко удерживаемую благодаря вогнутой форме люлек. Труба 7 начинает свое погружение в ванну 12 В конце углового пробега печи 1, когда выемка 25 приблизительно отцент рирована по отношению к вертикальной плоскости, рычаги 14 достигают их предельного положения качения вокруг реей 15, В этот момент люльки 20 снимаются над рельсами 24 в внемке 25 таКр что труба мягко укладывается на рельсы 24 в положении равновесия, при котором ее ось находится в вертикальной плоскости, В этом примере труба 7 не полностью смачивается или погружается, так как часть ее сечения остается вне ванны 12, но если бы ее диаметр бьш достаточно мал, она бьша бы полностью погружена. После укладки трубы 7 на рельсы 24 изменяют направление вращения редукторкого двигателя 13, а следовательно и печи 1, который вращается совместно с рычагами 14, полностью вновь появившимися в соответствующем направленин так что труба 7, которая остается практически отцентрированной в вертикальной плоскости, катится по рельсам 24 и оказывается вне досягаемости люлек 20 рычагов 14. При этом возможно вывести из печи рычаги 14, сообщая им качательное движение в направлении часовой стрелки с по26мощью домкрата 22, что избавляет их от продолжительных температурных напряжений и позволяет закрыть крышку 8. Термическая обработка трубы 7 осуществляется при закрытой крышке 8 под действием переменного вращательного движения печи, т.е. угловых колебаний в двух противоположных направлениях, причем рычаги 14 находят- ся вне печи. Во время каждого пробега определенного направления труба 7 остается практически отцентрированной в вертикальной плоскости, поворачивается вокруг собственной оси, прокатываясь по рельсам 24 в ванне 12, в которой осуществляется ее отжиг, В каждом конце пробега печи труба упирается о приподнятые концевые участки рельсов 24. Во время колебаний труба 7 катится, постепенно погружаясь всем сечением в ванну 12. Если, как в данном случае она полностью не погружается в связи с ее диаметром выше самой большой глубины ванны, дуги окружности, образованные рельсами 24, достаточны, чтобы позволить трубе 7 совершить, катясь, полный оборот для смачивания всего круглого сечения. Независимо от диаметра трубы 7 ее качение по рельсам 24 устраняет ее овализацию. После окончания времени отжига без остановки колебательных движений печи крышка 8 открывается для полного освобождения отверстия бив тот момент, когда противолежащий отверстию 6 конец рельсов 24 находится под трубой 7, домкрат 22 вновь приводится в действие так, чтобы внутри печи опрокинуть рычаги 14, которые направлены по направлению k окну, причем люльки 20 вновь занимают свое съемное положение в выемке 25 под рельсами 24 (рис.7). В конце следующего колебания печи люльки 20 оказываются под трубой 7 и останавливают печь, положение которой при этом таково, что нижний край отверстия 6 близок к нижней точке. Рычаги 14 подняты с помощью домкрата 22 по наклонной траектории и поднимают трубу Можно при этом остановить качательное движение рычагов 14 в момент, когда прямолинейный край 26 ветви 19 рычагов 14, располояС нный на продолжении нижней точки, достаточно наклонен для того,.чтобы труба 7 могла скатиться по этому краю и достичь таким образом разгрузочной точки возможно с помощью усилия со стороны вогнутости, образованной люльками 20.

Рычаги 14 могут иметь форму, несколько отличную от формы, указанной на фиг. 1 и 9, лишь бы они имели петлю 18 во избежание остановки печи и концевой люльки.

На фиг. 11 рычаг 14 изогнут под тупыми углами вместо того, чтобы иметь .непрерывную кривизну. Концевая люлька образует тупой угол или расширяющуюся У-образную форму.

В варианте рычага 14 (фиг. 12) концевая люлька образована простым коленом около 90 с небольшим выступом относительно прямолинейной ветви 19. Эта форма осуществления подходит для труб малого диаметра.

Иа фиг. 13 вариант рычага 14 включает обратное концевое колено.

Возможно предусмотреть несколько домкратов, естественно синхронизированных, для управления рычагами 14, число которых, как было указано, может быть больше двух.

Согласно варианту по фиг. 9 и 10 выемка 25 устраняется и рельсы 24 имеют высоту выпуклости вьш1е угнеупо ной стенки 5, которая больше толщи ны конца в люльке 20 рычагов 14 для захвата и опоры трубы.

Координированием, достигаемьм известными средствами, одновременных вращательных движений печи 1 и качаний рычагов 14 и наклоном траектории труба 7 поддерживается люльками 20 рычагов 14 в положении устойчивого равновесия во время ее введения (рис. 4) и во время ее вывода (рис. 8) без риска выпасть из рычагов 14 и упасть внезапно в ванну 12, Это координирование двух вращательных движений позволяет осторожно укладывать трубу 7 на рельсы 24 внутри печи в устойчивом, хорошо уравновешенном положении (фиг. 4 и 10).

Наличие выемки 25, расположенной соосно справа от одного из концов рельсов 24, обеспечивает то, что концы в люльке рычагов 14 могут укладывать трубу 7 на рельсы 24 и набирать ее оттуда. Выемка 25 позволяет ограничить выпуклость рельсов 24 над стенкой огнеупорной кладки 5 и, следовательно, воспользоваться большим полезным объемом в печи 1.

Напротив, если выекка 25 установлена и заменена большей высотой рельсов 24, облегчается выполнение стенки огнеупорной кладки 5, а также снижается емкость печи 1 (фиг.9 и 10)

С помощью рельсов 24 и вращений печи 1 в противоположных направлениях труба 7, прокатывающаяся по рельсам 24, поворачивается вокруг собственной оси на 180° в двух направлениях, осуществляя таким образом полный оборот, и устраняет овализацию, смачивая все поперечное сечение во время вращения, в том случае, когда ее диаметр выше глубины ванны. Благодаря форме с кривизной или несколькими коленами рычагов 14 и их шарнирному закреплению на самой печи 1 и установке с возможностью поворота каждая труба 7 легко передается в противоположных направлениях между загрузочной и .разгрузочной рампами и рельсами 24 печиВ устойчивом и уравновешенном положении, без опасности выскальзывания или падения, следовательно, по самой короткой траектории и с самой высокой надежностью.

Качения рычагов 14 вокруг осей 15, опирающихся на проушины 16, закрепленные в печи, обеспечивают возможность поддерживать рычаги 14 вне печи во время термической обработки и таким образом снижать их lAaoc, и закрывание крьшки печи, улучшая теплоизоляцию.

Согласно фиг, 14 можно также разъединить с печью внешние средства для захвата и опоры каждой трубы 7, В это варианте печь 1 остается вращающейся и колебательной и имеет внутри рельс 24 качения для трубы 7. Каждая труба 7 просто укладывается на рельсы 24 и забирается с этих рельсов 7 после термической обработки с помощью крючков, проходящих под нижними образующими трубы, причем эти крючки с загнутыми концами подвешиваются к грузоподъемной установке, например, симмерично вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось вращения печи 1.

Использование изобретения значительно упрощает загрузку - выгрузку изделий и обеспечивает повьщ1ение качества обработки за счет исключения искривления труб.

1097202

fif

17

А

I V,

/.:zr3

л

2 25 7

Т

-й

Z:4r-1 з:

;.7

//

ffll

i

12

r-i

//

г-/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ТРУБ В ВАННУ С РАСПЛАВОМ МЕТАЛЛА во вращающейся цилиндрической печи отжига, содержащее S-обраэные рычаги с ушком и люлькой и поперечные направляющие качения, выполненные на внутренней стенке печи, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, S-образные рычаги шарнирно закреплены на внутренней стенке печи около загрузочного окна, при этом в крайнем верхнем положении люлька расположена над загрузочным окном, а при крайнем нижнем - между направляющими качения. х-ГИГ /

г

Фиг. 5

ФиТ.6

Фиг.

Фиг. в

Фиг 9

Фаг. 10