Установка для рафинирования сплавов газами Советский патент 1992 года по МПК C22B9/05 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудованию для рафинирования металлов и сплавов, в частности к установкам для рафинирования алюминиевых сплавов газами.

Известно устройство цля рафинирования алюминиевых расплавов азотом по способу Газаль, включающее в себя баллон с азотом, редуктор, осушитель, ротаметр, предохранительный клапан, установленный до пористых керамических элементов, через которые в расплав подается рафинирующий газ. Монтируются такие элементы в днище ковша.

Недостатком известного устройства является относительно низкая взрывобезопасность. Отдельно встроенный в систему препохранительным клапан

обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала и целостность установки только в случае непроходимости газа через пористые элементы ковша. При закупоривании, например,выходного отверстия осушителя очевидна бесполезность предохранительного клапана.

Известна установка для рафинирования сплавов газами, содержащая последовательно установленные баллон с газом, редуктор, ротаметр, манометр, осушитель с предохранительным фланцем-клапаном, манометр, запорны вентиль, резиновый шланг, газораспределитель.

Недостатками известной установки являются, например, большие потери рафинированного газа в аварийной ситуации, связанные с отсутствием в 3 конструкции каких-либо автоматически устройств, .препятствующих поступлению га. в систему. Кроме неоправ/ ан ной потери газа в этом случае им загрязняется атмосфера рабочего места. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка цля рафинирования сплавов газами, сопержаи ая баллон с газом и редуктором и последовательно соединенные ротаметр, осушитель с преоохранительным фланцем-клала.ном и манометрами на входном и выходном патрубках, запорный вентиль, гибкий шланг и газораспрепелитель. Установка снабжена датчиком нажимного действия, блокирующим устройством в виде электромагнитного затвора и блоко управления. Датчик нажимного действия закреплен на осушителе с возмож ностью контакта с осью фланца-клапа на и регулировки положения относительно ее. Электромагнитный затвор расположен между редуктором и ротаметром. Датчик нажимного действия электрически соединен с блоком упра ления, выход которого соединен с электромагнитным затвором. Однако в данной установке электрически связанные между собой узлы питаются от сети переменного тока, тем самым снижая надежность работы установки в экстремальных условиях. При отключении по каким-либо причинам сетевого напряжения (во время р финирования) защитная система установки обесточивается, что сразу же отражается на ее взрывобезопасности и технологичности. В аварийней ситуации под действием давления открывается фланец-кл пан и в зазор между ним и фланцем осушителя устремляется рафинированный газ. Потери его тем больше, чем менее оперативны действия опера тора, которому необходимо вручную срочно перекрыть доступ газа в систему. Если же он в спешке повернет вентиль редуктора в направлении От крыто, т,е, еще больше увеличит да ление в системе, то под большим нап ром газа из осушителя с силой будет выбрасываться силикагель (эффект взрыва). Это опасная ситуация для окружающих. Кроме того, зависимость работы УЗ.ЛОВ известной установки от сети п 7 ременного тока исключает ее исполь-г ование как автономной конструкции. Цель изобретения - повышение напежности, взрывобезопасности, технологичности, обеспечение автономности и устранение потерь рафинирующего газа. Поставленная цель достигается тем, что в установке для рафинирования сплавов газами, содержащей баллон с газом и редуктором на.выходе, последовательно расположенные ротаметр, осушитель с предохранительным фланцем-клапаном и манометрами на входе и выходе газа, запорный вентиль, резиновый шланг и газораспределитель, а также блокирующее устройство, установленное в газопроводящей системе между редуктором и ротаметром, блокирующее устройство выполнено в виде затвора, механического действия, имеющего корпус, снабженный штуцерами для входа и выхода газа и жестко укрепленный на планках, установленных на болтах-направляющих осушителя с возможностью регулировки их положения относительно оси фланцаклапана, внутри корпуса по оси фланца-клапана установлен подпружиненный эллипсовидный ползун с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси и контакта с ,осью фланца-клапана, а между штуцерами вы- полнено сквозное горизонтальное щелевидное отверстие, совпадающее с аналогичным отверстием в теле ползуна при его нормальном нижнем положении и полностью перекрываемое телом ползуна при его верхнем положении, фиксируемом стопорным устройством. Над ползуном по оси фланца-клапана введен датчик нажимного действия, имеющий возможность контакта с ползуном и расположенный на планке, установленной на болтахнаправляющих осушителя с возможностью регулировки ее вертикального положения относительно ползуна, при этом датчик электрически связан с блоком сигнализации. Введение в установку блокирующего устройства механического действия, связанного непосредственно с фланцем-клапаном через его ось, обеспечивает мгновенное отключение доступа газа в систему при превышении его павления выше технологического, что оказывает существенное влияние на повышение, надежности взрывобезопасности и технологичности установки. Практически полностью устраняются потепи газа в аварийной ситуации и вследствие этого улучшаются санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала,

В предлагаемом техническом решении отсутствуют узлы, действие которых может осуществляться только при наличии .сетевого электропитания 4to позволяет работать установке в автономном режиме.

Блокирующее устройство механического действия просто в обслуживании для его изготовления не требуется сложного оборудования и дефицитных материалов. Его конструктивное выпонение обусловлено целесообразностью использования в газовой системе установок подобного типа.

Устройство позволяет одновременн с автоматическим отключением порачи .газа оповестить оператора об аварийной ситуации и необходимости принятия соответствующих мер.

На фиг.1 изображена установка, общий виа; на фиг.2 - механический затвор (с частичным разрезом центральной масти) на планке, расположенной на осях-направляющих осушителя, и планка с датчиком, расположение аналогичное.

Установка (фиг.1) состоит из баллона 1 с газом, редуктора 2, осушителя 3 с предохранительным фланцеклапаном 4, планкой с блокирующим устройством 5 в випе за.твора механического действия и планкой с датчиком 6 нажимного действия, ротаметра 7, манометра 8, манометра 9, запорного вентиля 10, блока 11 сигнализации, резинового -вакуумного шланга 12, газораспределителя 13. Последний при рафинировании помещаю в ковш с расплавом И.

Редуктор,-блокирующее устройство ротаметр, манометры, осушитель, запорный вентиль и газораспрепелитель соединены межлу собой вакуумным шлангом.

Установка может быть выполнена а трех мопификациях: настенной, напольной и мобильной (на тележке). Послер.няя ИЗ них позволяет (при необходимости) легко превратить конструкцию в напольный или настенный варианты. На фиг.1 изображен настенный вариант установки. Позиции 3 10 размещают на щите (приборный щит), который крепится четырьмя болтами к стене.

Блокирующее устройство выполнено в виде затвора механического действия (фиг.2) и состоит из прямоуголь0ного корпуса 15 с диаметрально расположенными (по горизонтальной оси) двумя штуцерами 1б пля вхоаа и выхода газа. В центре устройства находится эллипсовидный ползун 17 со

5 скользящей посадкой и буртиком 18 один из вариантов, ограничивающим нормальное нижнее положение ползуна, и выступающей над буртиком верхней частью ползуна. На ней выполнена го0ризонтальная продольная канавка 19. На нижнюю часть ползуна, выступающую за пределы корпуса, установлена пружина 20. Лля исключения сполза5ния пружины с ползуна предусмотрено основание 21.

В средней части ползуна выполнено сквозное горизонтальное щелевидное отверстие с высотой ( мм) , несколько меньшей высоты деформации

0 (расплющивания) уплотнительной резины 22 между фланцем осушителя и фланцем-клапаном, а ширина его выбирается такой, чтобы площадь сечения отверстия равнялась площади се5чения газопроводящего шланга, В корпусе блокирующего устройства выполнено аналогичное щелевиднсе горизонтальное сквозное отверстие. Таким образом, в- крайнем нижнем положении

0 ползуна, фиксируемом буртиком и пружиной, отверстия ползуна и корпуса должны полностью совпадать и не препятствовать свободному перемещению газа, а при перемещении ползуна

5 вверх отверстие корпуса должно быть перекрыто телом ползуна.

На верхней плоскости корпуса блокирующего устройства установлено стопорное устройство 23, ось 2

0 которого подпружинена и скользит по боковой стенке ползуна. При перемещении ползуна вверх она входит своим острием в канавку ползуна, фиксируя перекрытое положение от5верстий корпуса и ползуна.

Планки 25, расположенные горизонтально, жестко связаны с корпусом 15 блокирующего устройства, имеют по одному сквозному отверстию диаметром, несколько большим диаметров болтовнаправляющих 26 осушителя, свободно проходят через них и устанавливаются на нижние регулировочные гайки 27, причем основание 21 ползуна должно касаться оси 28 фланца-клапана 29 и их вертикальные оси должны строго совпадать. Фиксируется положение планок с блокирующим устройством на болтах-направляющих осушителя верхними гайками 30, а поступательное движение планок (вниз и вверх) можно осуществлять вращением нижних и верхних гаек, тем самым регулируя положение Касание оси фланца-клапана и основания ползуна. Летчик 31 нажимного действия элек трически связан с блоком сигнализаци и установлен в центре планки 32, ко торая имеет два сквозных отверстия, г.иаметром несколько большим диаметров болтов-направляющих 2б осушителя и устанавливается на нижние регулировочные гайки 33, причем датчик должен быть строго установлен по центру плоскости верхней части ползуна. Фиксируется положение планки на болтах-направляющих верхними гай ками З. Поступательное движение планки с датчиком (вниз или вверх) можно осуществить вращением нижних и верхних гаек, что позволяет регули ровать необходимый зазор ( мм) межпу датчиком и ползуном. Одновременно необходимо отрегулироватьуси лие прижима фланца-клапана к уплотнительной резине на аварийное давление, при котором он начинает действовать. Поворотами вентиля баллона 1 и редуктора 2 по показаниям ротаметра 7, манометров 8 и 9 устанавливают необходимый технологический расход, и давление газа для рафинирования. Через блокирующее устройство 5 газ беспрепятственно поступает в систему, так как ползун устройства находится в нижнем положении и щелевидные отверстия его и корпуса устройства полностью совпадают. Газ проходит по газопроаодящей системе установки и поступает в расплав чбрез газораспределитель 13. В аварийной ситуации, когда доступ газа в расплав по каким-либо причинам прекращен, в газопроводящей системе начинает повышаться пав 1 7S ление, фиксируемое манометрами 8 и 9. Под действием давления газа фланецклапан 29 поднимается,скользя по болтам-направляющим 26, сжимая пружину 35, а осью 28 воздействуя на основание 21 ползуна 17, который начинает подниматься, полностью перекрывая отверстие корпуса блокирующего устройства и сжимая пружину 20. В свою очереаь верхняя часть ползуна воздействует на датчик 31 сигнализации, замыкаются его контакты, блок 11 сигнализации оповещает оператора о необходимости его вмешательства. Питание блока сигнализации осуществляется от батарей постоянного тока. Верхнее положение ползуна фиксируется стопорным устройством 23, подпружиненная ось которого входит в прорезь 19 ползуна 17. В этот момент межпу фланцем-клапаном 29 и уплотнительной резиной 22 образуется щель, через которую незначительное количество газа удаляется в атмосферу. Под оействием разжавшейся пружины 35 фланец-клапан вновь плотно прижимается к уплотнительной резине, герметизируя осушитель После устранения причины аварии-ось стопорного устройства выводят из канавки ползуна, который под действием пружины возвращается в исходное положение, что приводит к автоматическому выключению сигнализации установки. Элементы световой и звуковой сигнализации соединены по схеме параллельного включения. В предлагаемом техническом решении в отличие от известного повышена надежность конструкции, так как она не зависит от капризов работы электроподстанций. Благодаря применению блокирующего устройства в виде затвора механического действия, его местоположению и принципу работы обеспечивается взрывобезопасность установки. По сравнению с известным предлагаемое техническое решение более технологично. Ооступ газа в систему в аварийной ситуации (при отключенном сетевом напряжении) на известной установке прекращает оператор, а в пресзлагаемом техническом решении - автомат с одновременным оповещением сигнализацией, так как . отключение напряжения для послецнего i не играет никакой роли.i

Предлагаемая установка предназначена для работы в автономном режиме, что ВЫГОС1НО отличается от известной. Конструкция ее полностью предотвращает потери рафинирующего газа в аварийной ситуации. Это является важным не только с точки зрения экономии, но и в экологическом плане.

Малогабаритность (не более 620 J I 1500 1520 мм), автономность и мобильность установки позволяют использовать ее для рафинирования алюминиевых расплавов в любых цехах. Мобильный вариант установки может с успехом заменить несколько установок стационарного типа.

Формула изобретения

1. Установка для рафинирования сплавов газами, содержащая баллон с гззом и редуктором на выходе, последовательно расположенные ротаметр, осушитель с предохранительным фланцем-клапаном с планкой, установленной на направляющих, и манометрами на входе и выхоце газа, запорный вентиль и газораспределитель, блокирующее устройство, установленное в газопоаводящей системе между редуктором и ротаметром, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, взрывобезопасности

технологичности, обеспечения автономности и сокращения потерь рафинирующего газа, установка снабжена стопорным средством, блокирующее устройство выполнено в виде затвора механического действия, имеющего корпус со штуцерами для входа и выхода газа, жестко укрепленный на- планке, с возможностью регулирования положе0ния планки по направляющим относительно оси фланца-клапана с подпружиненным эллипсовидным ползуном, расположенным внутри корпуса по оси фланца-клапана с возможностью

5 перемещения вдоль вертикальной оси и контакта с осью фланца-клапана и имеющим отверстие, межау штуцерами выполнено сквозное горизонтальное щелевидное отверстие, совпадающее с

0 отверстием в теле ползуна при его нижнем положении и перекрываемое телом ползуна при его верхнем положении, фиксируемом стопорным средством.

5

2.-Установка по п.1, о т ли ч аю щ а я с я что она снабжена латчиком нажимного действия, расположенным над ползуном на оси фланцаг клапана, имеющим возможность контак0та с ползуном и расположенным на 1планке с возможностью регулировки его вертикального положения относительно ползуна по направляющим.

t; J

3 1 I П . ..XXxV/X VV-V X V Vxx

Фиг.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудо- .ванию цля рафинирования металлов и сплавов. Цель изобр'ётения - повышение надежности, взрывобезопасности,технологичности, обеспечение автономности и устранение потерь рафинирующего газа. В газопроводящей системе установки между редуктором и ротаметром помещено блокирующее устройство в виде затвора механического действия, приводимое в действие осью фланца-клапана в аварийной ситуации, обеспечивающее автоматическое отключение доступа газа в систему с одновременным оповещением сигнализацией. Малогабаритность, мобильность и автономность установки позволяет использовать ее для рафиниоования алюминиевых расплавов в любых цехах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.