УСТАНОВКА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ОГНЕУПОРНОЙ КЛАДКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ МЕТОДОМ КЕРАМИЧЕСКОЙ НАПЛАВКИ

Область техники.

Изобретение относится к устройствам для восстановления поврежденной огнеупорной кладки промышленных печей методом керамической наплавки и может найти применение в коксохимической, металлургической, стекольной и других отраслях промышленности.

Уровень техники.

Для восстановления поврежденной кладки печей широко применяются близкие по назначению и используемой аппаратуре установки для торкретирования и керамической наплавки, основанные, как правило, на принципе пневмотранспортирования порошковой торкрет-смеси с помощью камерных насосов и специальных торкрет-фурм к локальному месту ремонта.

Так, по патенту Великобритании №1158210, F27D 1/16, 1969 г. известна установка (пушка) для ремонта печей, с помощью которой торкрет-порошок (мелкоизмельченный огнеупорный материал) наносят в увлажненном состоянии на ремонтируемую кладку. Эта установка содержит камерный насос, подключенный к источнику сжатого воздуха, и торкрет-фурму (смесевую форсунку), присоединенную к нижней точке камеры насоса и к водопроводу. Порошок выдувается из камеры сжатым воздухом в торкрет-фурму, где происходит смешение в заданном соотношении двух потоков: аэросмеси (смеси воздуха с порошком) и воды, подаваемой под определенным давлением.

К недостаткам этой установки следует отнести невозможность обеспечения равномерной выдачи порошка, имеющего склонность к слеживанию, и сложность регулирования концентрации порошка в аэросмеси. Это препятствует ее использованию в методе ремонта печей керамической наплавкой.

Известна установка (устройство) для нанесения растворов и смесей, содержащая подключенный к источнику сжатого воздуха камерный насос (корпус), оборудованный регулятором давления воздуха, выполненным в виде силового цилиндра, поршень которого соединен с помощью системы рычагов с выпускным приспособлением, оснащенным клапаном с подпружиненным штоком и присоединенным с помощью патрубка с фильтром к верхней части камеры (полости) насоса, снабженной манометром, при этом в камере расположена группа патрубков подачи аэрирующего воздуха, выходы которых находятся в районе выпускного приспособления (см. авторское свидетельство СССР №1756501, кл. E04F 21/02, 1992 г.).

Эта установка имеет следующие недостатки:

1) расположение патрубков подачи аэрирующего воздуха внутри камеры насоса обуславливает налипание на них торкрет-смеси, периодическое зависание ее в камере с последующим обрушением, что предопределяет выдачу смеси из камеры рывками и сужает технологические возможности установки;

2) усложнение рычажно-шарнирной системы связи регулятора давления воздуха со штоком выпускного приспособления, ослабленным выполненным в теле штока поперечным каналом, что снижает надежность установки.

Также известна установка для ремонта керамической наплавкой металлургических агрегатов, содержащая бункер-дозатор торкрет-смеси с пневмоприводом, смеситель, соединенный с торкрет-фурмой (копьем) и магистралями подачи кислорода и азота с соответствующими заслонками, блок управления, дополнительный бункер топливных порошков с краном и магистраль подачи сжатого воздуха к пневмоприводу с вентилем, привод которого кинематически связан с системой регулирования расхода азота и кислорода (см. патент РФ №2047067, кл. F27D 1/16, 1995 г.).

Эта установка имеет следующие недостатки, обусловленные использованием азота для транспортирования торкрет-смеси:

1) усложнение аппаратуры регулирования и установки в целом, что снижает ее надежность;

2) увеличение расхода кислорода для зажигания и поддержания горения топливных компонентов торкрет-смеси;

3) увеличение расхода топливных компонентов для ремонта кладки печи при пониженных температурах.

Известна установка для ремонта огнеупора, разработанная фирмами Главербел (Бельгия) и Фосбел (США) и описанная в патенте РФ №2035680, F27D 1/16, 1995 г. Она содержит бункер для торкрет-смеси, оборудованный шнековым транспортером, привод которого осуществляется двигателем с переменной частотой вращения, камеру смешения с вводом азота, инжекционное устройство с вводом кислорода и торкрет-фурму (сопло).

Эта установка должна обеспечивать повышение производительности наплавки, однако имеет следующие недостатки: громоздкость ее устройства, сложность в эксплуатации, расширенная номенклатура применяемых видов энергии и газов, повышенный расход кислорода для обеспечения устойчивости горения топливной составляющей торкрет-смеси.

Известна установка для формирования огнеупорного покрытия на рабочей поверхности футеровки, разработанная фирмой Виллмет (США) и описанная в патенте РФ №2036186, F27D 1/16, 1995 г.

Эта установка призвана способствовать повышению износостойкости наплавленного покрытия, однако имеет следующие недостатки: громоздкость ее устройства, сложность в эксплуатации, расширенная номенклатура применяемых видов энергии и газов, повышенный расход кислорода для обеспечения устойчивости горения топливной составляющей торкрет-смеси.

В качестве прототипа, совпадающего по назначению и ряду основных конструктивных признаков с заявляемым изобретением, принята разработанная ООО «Научно-внедренческое предприятие «МАК» и защищенная патентом РФ №2038561 F27D 1/16, 1995 г. установка для керамической наплавки промыпшенных печей. Она содержит подключенный с помощью переключателя к источнику сжатого воздуха камерный насос, оборудованный блоком сброса воздуха в атмосферу из камеры, аэратором, снабженным стабилизатором давления аэрирующего воздуха, и инжектором, оснащенным стабилизатором давления воздуха и приводом перемещения с блоком пневмораспределения, торкрет-фурму, подключенную к выходу насоса и к источнику сжатого кислорода, трубопроводы транспортирования воздуха, торкрет-смеси и кислорода и контрольно-измерительные приборы, при этом блок сброса воздуха в атмосферу из камеры содержит фильтр и пневмоклапан.

Эта установка характеризуется простотой конструкции и безопасностью при эксплуатации благодаря использованию воздуха для транспортирования торкрет-смеси, но имеет такой недостаток: при отключении ее от источника сжатого воздуха без предварительного сброса сжатого воздуха из камеры насоса торкрет-смесь вытесняется из камеры через аэратор, стабилизатор давления аэрирующего воздуха и его дроссельное отверстие в атмосферу, закупоривая на пути своего движения все полости, для очистки которых требуется остановка установки.

Это снижает эксплуатационную надежность известной установки.

Раскрытие изобретения.

Исходной в изобретательском замысле была задача усовершенствования установки для керамической наплавки промышленных печей путем устранения недостатка прототипа, которое обеспечивает повышение надежности установки.

Поставленная задача решена таким образом, что в установке для восстановления поврежденной огнеупорной кладки промышленных печей методом керамической наплавки, содержащей подключенный с помощью переключателя к источнику сжатого воздуха камерный насос, оборудованный фильтром сброса воздуха в атмосферу из камеры, аэратором, снабженным стабилизатором давления аэрирующего воздуха, и инжектором, оснащенным стабилизатором давления воздуха и приводом перемещения с блоком пневмораспределения, торкрет-фурму, подключенную к выходу насоса и к источнику сжатого кислорода, трубопроводы транспортирования воздуха, торкрет-смеси и кислорода и контрольно-измерительные приборы, предусмотрены следующие конструктивные преобразования: переключатель сжатого воздуха пневматически соединен с фильтром сброса воздуха из камеры в атмосферу, при этом переключатель сжатого воздуха выполнен в виде четырехлинейного двухпозиционного распределителя, один из входов которого соединен с источником сжатого воздуха, второй - с выходом фильтра, один из выходов сообщен с входом блока пневмораспределения и входом стабилизатора давления аэрирующего воздуха, а второй - с атмосферой.

Предложенная установка обеспечивает техническую результативность - повышение надежности при эксплуатации путем исключения возможности закупоривания торкрет-смесью пневмотракта от аэратора к выходу в атмосферу из стабилизатора давления аэрирующего воздуха.

Вышеуказанное свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков предложенной установки и обеспеченной при этом технико-экономической результативностью.

Техническая сущность предложенной установки для керамической наплавки промышленных печей поясняется ее принципиальной пневматической схемой.

Установка содержит камерный насос 1, торкрет-фурму 2, источник 3 сжатого воздуха и источник 4 сжатого кислорода.

Камерный насос 1 оборудован аэратором 5 со стабилизатором 6 давления аэрирующего воздуха и инжектором 7, оснащенным стабилизатором 8 давления воздуха с манометром 9 и приводом 10 перемещения инжектора с блоком 11 пневмораспределения. Привод 10 имеет рабочие полости - поршневую 12 и штоковую 13. Блок 11 пневмораспределения состоит из четырехлинейного двухпозиционного распределителя 14 и обратных клапанов 15, 16. Камера насоса оснащена манометром 17 и фильтром 18.

Источник 3 сжатого воздуха оборудован манометром 19 и подключен к установке с помощью переключателя 20. В качестве источника 3 могут быть использованы пневмомагистраль или компрессор.

Источник 4 сжатого кислорода, которым могут служить кислородная магистраль или баллон, содержит стабилизатор 21 его давления, манометр 22 и нормально закрытый переключатель 23, выход которого сообщен с одним из входов торкрет-фурмы 2, второй вход которой присоединен к выходу насоса 1.

Переключатель 20 выполнен в виде четырехлинейного двухпозиционного распределителя, один из входов которого соединен с источником 3 сжатого воздуха, а второй - с выходом фильтра 18; один из выходов переключателя 20 связан с атмосферой, а второй - со входом стабилизатора 6 и с одним из входов распределителя 14, второй вход которого сообщен с атмосферой; один из выходов распределителя 14 сообщен с полостью 12 привода 10 и с входом обратного клапана 15, второй - с полостью 13 привода 10 и с входом стабилизатора 8, выход которого соединен с манометром 9 и с входом обратного клапана 16. Выходы клапанов 15, 16 сообщены между собой и с входом инжектора 7.

Установка работает следующим образом.

После загрузки камеры насоса 1 торкрет-смесью осуществляется продувка сжатым воздухом инжектора 7, торкрет-фурмы 2 и шланга транспортирования смеси с выхода насоса 1 ко входу торкрет-фурмы 2, для чего переключателем 20 сжатый воздух подается на входы распределителя 14 и стабилизатора 6 аэрирующего воздуха, распределитель 14 переключается в позицию, при которой сжатый воздух поступает в полость 12 и через клапан 15 - в инжектор 7, вследствие перемещения которого торкрет-смесь отсекается от выхода насоса 1, а сжатый воздух, пройдя через инжектор 7, шланг и торкрет-фурму 2, выбрасывается наружу. Одновременно сжатый воздух через стабилизатор 6 и аэратор 5 поступает в камеру насоса 1, давление воздуха в ней повышается до уровня, запрограммированного стабилизатором 6.

После окончания продувки и достижения необходимого давления в камере насоса 1 установка переключается в режим работы. Для этого выходное отверстие торкрет-фурмы 2 направляется на раскаленный участок кладки печи или на источник открытого огня, с помощью переключателя 23 к торкрет-фурме 2 подается кислород, после чего распределитель 14 переключается в позицию, при которой сжатый воздух поступает в полость 13 и через стабилизатор 8 и клапан 16 - в инжектор 7, одновременно, воздух из полости 12 через распределитель 14 вытесняется в атмосферу. В результате этого осуществляется перемещение инжектора 7, открывается выход для торкрет-смеси из насоса 1 и транспортирование ее по шлангу к торкрет-фурме 2, в которой смесь обогащается кислородом. После выхода из торкрет-фурмы топливная составляющая смеси воспламеняется, расплавом ее огнеупорной составляющей осуществляется восстановление поврежденного участка кладки печи.

После использования порции торкрет-смеси перед загрузкой насоса 1 ее очередной порцией переключателем 23 отключается подача кислорода к торкрет-фурме 2, а переключателем 20 - подача сжатого воздуха в распределитель 14 и в стабилизатор 6 аэрирующего воздуха.

При отключении установки от источника 3 сжатого воздуха переключателем 20 из камеры насоса 1 сбрасывается сжатый воздух через фильтр 18 и переключатель 20, что делает невозможным движение смеси из камеры в направлении стабилизатора 6, аэрирующего воздуха. Это повышает надежность установки для керамической наплавки промышленных печей.

Промышленная применимость.

Предложенная установка промышленно-пригодна, она успешно реализована в Украине, в частности, при восстановлении керамической наплавкой поврежденной огнеупорной кладки печей на ОАО «Авдеевский коксохимический завод», ОАО «Донецкий металлургический завод», ЗАО «Вольногорское стекло».