Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА И ОПУСКАНИЯ ЗАСЛОНКИ ПЕЧИ

Устройство для подъема и опускания заслонки печи относится к области оборудования нагревательных печей, в частности к устройствам, обеспечивающим эффективную герметизацию при закрывании заслонки печи, и может быть использовано в ванных и ванных печах отражательного типа, предназначенных для плавки цветных металлов и сплавов.

Известен аналог - «Устройство для подъема заслонки нагревательной печи» (Источник информации а.с. №1252638), содержащее заслонку как в заявленном устройстве, которая перемещается вверх-вниз, закрывая и открывая окно печи. Заслонка в нижнем положении так же, как в поданной заявке на предлагаемое изобретение, опирается на подоконник окна печи. Недостатки заключаются в том, что:

- устройство имеет заслонку, которая неплотно прилегает к раме окна печи, и это приводит к большим потерям тепла;

- использование системы двуплечих рычагов с контргрузами делает конструкцию большой по габаритам.

Известен аналог - «Устройство для подъема и опускания заслонки печи (Источник информации а.с. №1145229), содержащее заслонку как в заявленном устройстве, которая перемещается вверх-вниз с помощью привода, закрывая и открывая окно печи, поддерживающие заслонку грузовые цепи. Заслонка в нижнем положении так же, как в поданной заявке на предлагаемое изобретение, опирается на подоконник (порог) окна печи. Недостатки заключаются в том, что:

- устройство имеет заслонку, которая неплотно прилегает к раме окна печи, и это приводит к большим потерям тепла;

- со временем пружины, которые содержатся в устройстве, за счет вырывающихся раскаленных газов из печи «отпускаются», то есть теряют пружинные свойства. Таким образом устройство обладает низкой эксплуатационной надежностью.

Из известных наиболее близким по технической сущности (прототипом) является «Устройство для подъема и опускания заслонки печи» (патент РФ №2229075), содержащее привод с гибкой связью, упор. Общее в устройствах то, что заслонка перемещается вверх-вниз, открывая и закрывая окно печи. В нижнем положении заслонка опирается на упор, а в предлагаемом варианте опирается на упоры, зафутерованные в подоконнике. В прототипе герметизацию создает эластичный огнеупорный материал, который уложен по периметру заслонки, а в предлагаемом варианте использована конструкция заслонки, обеспечивающая плотный контакт заслонки с проемом печи и герметизацию закрываемого проема.

Недостатки прототипа заключаются в том, что:

- конструкция сложная;

- уплотнитель печи не закрывает металлоконструкцию заслонки и металлическую раму окна печи от действия раскаленных газов, поэтому газы, находящиеся в печи, контактируют и нагревают металлическую раму окна печи и металлическую раму заслонки, вызывая коробление и, как следствие, неплотности между ними;

- вследствие, образующихся неплотностей будут иметь место значительные теплопотери;

- в заслонке нет теплоизоляционного слоя, поэтому потери будут больше, чем если бы он был;

- низкая эксплуатационная надежность из-за большого количества пружин, уплотнений, створок заслонки;

Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение герметичности закрываемого окна, повышение эксплуатационной надежности, снижение теплопотерь печи.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности, герметизации печи, снижение теплопотерь, упрощение конструкции устройства.

Это достигается тем, что в «Устройство для подъема и опускания заслонки печи», содержащее привод, заслонку, гибкую связь, ограничительный нижний упор, согласно предлагаемому изобретению введено устройство подачи заслонки к окну печи состоящее из: электрического привода, двух противовесов, четырех сварных кронштейнов с закрепленными в них четырьмя вращающимися роликами, двух тросов, двух страховочных цепей, заслонки и подоконника с зафутерованными в нем двумя упорами. Электрический привод позволяет поднимать и опускать заслонку печи и состоит: из реверсивного электродвигателя мощностью 0,4 кВт, клиноременной передачи и одноступенчатого червячного редуктора с передаточным числом 60, на валу которого крепится барабан для наматывания и сматывания с него троса.

Кроме того, в состав устройства подачи заслонки к окну печи входят: четыре сварных кронштейна, приваренные к верхним продольным швеллерам печи с закрепленными в них четырьмя вращающимися роликами диаметром 400 мм, имеющими подшипники скольжения и насаженными на две оси, тросы, два противовеса, изготовленные из стальных труб диаметром 250 мм и длиной 350 мм, заполненные свинцом, что позволяет использовать маломощный привод подъема и опускания заслонки печи. Использование двух страховочных цепей исключает падение заслонки и травмирование обслуживающего персонала. Предлагаемый электрический привод обладает высокой эксплуатационной надежностью.

Следует отметить, что заслонка выполнена в виде сварной стальной рамы, футерованной внутри огнеупорным шамотным легковесным полуторным кирпичом, выступающим за переднюю плоскость рамы на 70 мм. Выполнение в заслонке выступающей части футеровки, заходящей в проем окна печи и обеспечивающей плотный контакт при закрытии окна, защищает металлическую раму заслонки от непосредственного действия раскаленных печных газов. Раму не коробит, не «ведет», не образуется щелей и неплотностей. Образуется как бы Г-образный «замок», создающий герметизацию, исключающий прорыв печных газов наружу и снижающий теплопотери.

Вместе с тем заслонка имеет тройной теплоизоляционный слой из асбокартона, приваренную к стальной раме заднюю стенку, две ручки, имеет в центре арматуру, в виде трех вертикальных прутков из титанового сплава, а также два приваренных к задней стенке швеллера, которые исключают коробление в процессе работы печи. Заслонка в нижнем положении опирается на подоконник с зафутерованными в нем двумя упорами. Такое конструктивное решение значительно снижает теплопотери, задняя стенка заслонки и рама не сильно нагреваются, арматура и швеллеры препятствует «выпучиванию», а в дальнейшем и выпадению кирпичей, находящихся в центральной части заслонки при длительной ее эксплуатации. За счет использования Г-образного «замка», а также использования арматуры и двух упоров увеличивается эксплуатационная надежность устройства.

Наконец, в устройство для подъема и опускания заслонки введен механизм прижима заслонки к окну печи, состоящий из: четырех катков, валы которых приварены к раме заслонки, четырех кронштейнов, приваренных к горизонтальным швеллерам печи, четырех направляющих, приваренных к кронштейнам, а также двух прижимов, имеющих ручки и перемещающихся горизонтально с возможностью захвата заслонки и прижима ее к окну печи. В состав прижима входят два болта, находящиеся в пазах прижимов и приваренные к горизонтальным швеллерам печи, а также два упора, поддерживающие прижим в горизонтальном положении.

Выполнение указанных выше элементов позволяет плавно подниматься и опускаться заслонке, обеспечивает простоту всей конструкции, высокую эксплуатационную надежность и хорошую герметичность.

Кроме того, предлагаемая конструкция «Устройство для подъема и опускания заслонки печи» не содержит ни одной пружины, ни шаровых шарниров, ни створок, ни уплотнений между створками.

Отсутствие указанных элементов в устройстве обеспечивает простоту конструкции и высокую эксплуатационную надежность.

На фиг.1 - вид в плане устройства для подъема и опускания заслонки печи.

На фиг.2 - вид А устройства для подъема и опускания заслонки печи.

На фиг.3 - разрез Б-Б.

На фиг.4 - вид В.

Предлагаемое устройство для подъема и опускания заслонки печи состоит из устройства подачи заслонки к окну печи и механизма прижима заслонки к раме печи. В предлагаемом изобретении введено устройство подачи заслонки к окну печи, состоящее из электрического привода, двух противовесов, четырех сварных кронштейнов с закрепленными в них четырьмя вращающимися роликами, двух тросов, двух страховочных цепей, заслонки и подоконника с зафутерованными в нем двумя упорами.

Электрический привод позволяет поднимать и опускать заслонку печи и состоит: из реверсивного электродвигателя 1, клиноременной передачи 2, червячного редуктора 3, на валу которого крепится барабан 4 (фиг.1). Чтобы не загромождать эскиз, на фиг.1 не показаны детали механизма прижима. Кроме того, на фиг.1, 4 элементы ванной печи отражательного типа, взятой в качестве примера, показаны тонкими линиями, а устройства для подъема и опускания заслонки печи толстыми. В электрическом приводе используется реверсивный электрический двигатель мощностью 0,4 кВт и червячный одноступенчатый редуктор, имеющий передаточное число 60. Кроме того, в состав устройства подачи заслонки к окну печи входят: четыре сварных кронштейна 5, приваренные к верхним горизонтальным швеллерам 6 печи с закрепленными в них четырьмя вращающимися роликами 7 диаметром 400 мм, имеющими подшипники скольжения и насаженными на две оси 8, тросы 9, два противовеса 10, изготовленные из стальных труб диаметром 250 мм и длиной 350 мм, заполненные свинцом, что позволяет использовать маломощный привод подъема и опускания заслонки печи (фиг.1, 4). Предлагаемый электрический привод обладает высокой эксплуатационной надежностью.

Заслонка выполнена в виде сварной стальной рамы 11, изготовленной из швеллера №14, футерованной внутри огнеупорным шамотным легковесным полуторным кирпичом 12 марки ШЛ 0,9, выступающим за переднюю плоскость стальной рамы 11 на 70 мм. Выполнение в заслонке выступающей части футеровки, заходящей в окно 13 печи 14 и обеспечивающей плотный контакт при закрытии окна 13, защищает стальную раму 11 заслонки от непосредственного действия раскаленных печных газов (фиг.3). При этом раму не коробит, не «ведет», не образуется щелей и неплотностей. Образуется как бы Г-образный «замок», создающий герметизацию, исключающий прорыв печных газов наружу и снижающий теплопотери из печи 14. К стальной раме 11 с обеих сторон приварены две страховочные цепи 15. Использование двух страховочных цепей 15 исключает падение заслонки и травмирование обслуживающего персонала при внезапном обрыве троса 9.

Вместе с тем, заслонка имеет тройной теплоизоляционный слой из асбокартона 16 толщиной 4 мм, приваренную к стальной раме 11 заднюю стенку 17, две ручки 18 и имеет в центре арматуру 19 в виде трех вертикальных прутков из титанового сплава, а также два приваренных к задней стенке 17 швеллера 20, которые исключают коробление заслонки в процессе работы печи 14. Такое конструктивное решение значительно снижает теплопотери, задняя стенка 17 заслонки и стальная рама 11 не сильно нагреваются, арматура 19 и два швеллера 20 препятствует «выпучиванию», а в дальнейшем и выпадению кирпичей, находящихся в центральной части заслонки при длительной ее эксплуатации. Заслонка в нижнем положении опирается на подоконник 21 с зафутерованными в нем двумя упорами 22. В свою очередь подоконник 21 печи 14 опирается на два швеллера 23 и три укосины 24. Два упора 22 изготовлены из жаростойкого чугуна марки ЧХ 28. За счет использования Г-образного «замка», а также использования арматуры 19 и двух упоров 22 увеличивается эксплуатационная надежность устройства. Наконец, в устройство для подъема и опускания заслонки введен механизм прижима заслонки к окну 13 печи 14, состоящий из четырех катков 25, валы которых приварены к стальной раме 11 заслонки, четырех кронштейнов 26, приваренных к горизонтальным швеллерам 27 печи 14, четырех направляющих 28, приваренных к четырем кронштейнам 26, а также двух прижимов 29, имеющих ручки 30 и перемещающихся горизонтально с возможностью захвата заслонки и прижима ее к окну 13 печи 14 (фиг.2). В состав прижима входят два болта 31, находящиеся в пазах прижимов 29 и приваренные к горизонтальным швеллерам 32 печи 14, а также два упора 33, поддерживающие прижим 29 в горизонтальном положении. Два упора 33 изготовлены из стального прутка диаметром 14 мм и приварены к горизонтальным швеллерам 32 печи 14.

Устройство работает следующим образом.

При включении электродвигателя 1 привода на ход заслонки вниз, вращение через клиноременную передачу 2 передается на червячный редуктор 3, на валу которого вращается барабан 4, с последнего сматывается трос 9 и через противовесы 10, вращающиеся ролики 7 заслонка движется вниз до двух упоров 22, зафутерованных в подоконнике 21. Дойдя до упоров 22, заслонка прекращает перемещение по вертикали. При этом четыре катка 25, валы которых приварены к стальной раме 11 заслонки, опираются на четыре кронштейна 26, кроме того, катки 25 находятся в четырех направляющих 28. Выступающие части футеровки, выполненные в заслонке, находятся напротив окна 13 печи 14. Далее два плавильщика, взявшись за ручки 30 прижимов 29, перемещают их в горизонтальном положении к центру заслонки до упора (при этом положение одного из прижимов показано пунктирными линиями на фиг.3, а двух упоров - на фиг.2). После этого плавильщики одновременно тянут ручки 30 прижимов 29 на себя, т.е. образуется рычаг относительно центра (болтов 31), при этом катки 25 катятся по кронштейнам 26 в направляющих 28 до упора стальной рамы 11 в кладку окна 13, то есть заслонка выступающей частью футеровки заходит в окно 13 печи 14, обеспечивается плотный контакт при закрытии окна 13. После завершения, допустим, процесса плавки двое плавильщиков берутся за ручки 18 заслонки и одновременно тянут ручки 18 на себя. При этом катки 25 катятся по кронштейнам 26 в направляющих 28 и заслонка занимает исходное положение (до прижима заслонки к окну 13 печи 14). Далее включается электродвигатель 1 привода на ход заслонки вверх и заслонка поднимается в верхнее первоначальное положение. Затем процесс повторяется.

Предлагаемое устройство для подъема и опускания заслонки печи позволяет плавно подниматься и опускаться заслонке, обеспечивает простоту всей конструкции, высокую эксплуатационную надежность и хорошую герметичность.