CZ100193A3 - Method facilitating introduction of a tapping bar in a shaft furnace tap hole and a special holder for making the same - Google Patents

Description

Způsob usnadnění zavádění prorážecí tyče do odpichového otvoru Šachtové pece a speciální držák pro provádění tohoto způsobu _; ^Λ ; - O

Předmět techniky · ί 5 ? í ^J'

Předkládaný vynález se tyká způsobu usnadnění zavádění prorážecí tyče do odpichového otvoru šachtové pece před úplným vytvrdnutím jílu v odpichovém otvoru, který do tohoto otvoru byl předtím vstřiknut. Přesněji se vynález tyká způsobu,při kterém se zavádění děje bez použití kladiva, účinkem silného tlaku na tyč ve směru její osy, vyvíjeného účinným pohonem. Vynález se zároveň týká nyní dobře známé metody ztracené tyče, spočívajícího v tom, že se po uzavření odpichového otvoru jílem před jeho úplným vytvrdnutím vkládá do jílu kovová tyč. Otevření odpichového otvoru se v požadovaný okamžik provádí vytažením tyče z vytvrdlého jílu.

Dosavadní stav techniky

Nejčastěji obsahují stroje pro provádění této metody silné obousměrné pneumatické kladivo, které je zdrojem energie pro zavedení a vyjmutí tyče.

Silné kladivo,jaké se používá v těchto strojích, má určité nevýhody. V prvé řadě vyvolává značné nárazy a vibrace na zařízeni, zvláště na úchytce tyče, která je tím vystavena rychlému opotřebení. Je také velmi hlučné a často nevyhovuje /

mnohdy přísným požadavkům na snižování hladiny hluku průmyslových zařízení.

Je proto snaha o odstranění používání obousměrného kladiva. Další generace zarážecích strojů budou pracovat s použitím účinného pohonu určeného jak k zavedení tak k vyjmutí zmíněné tyče působéním síly t.j. bez použití kladiva.

Vytaženi kladiva pomocí síly se ukazuje být poměrně jednoduchým. Vlastně je pouze nezbytné připevnit spojku, například svorku, pevně na volný konec tyče a vytlačovat tuto spojku ve směru osy tyče účinkem silného pohonu, například vrátku nebo hydraulického motoru. Tyč je pak silou vytahována působením

8958 sily z vytvrdlého jílu v odpichovém otvoru, což se děje pouhým působením tažné síly ve směru osy tyče, klidně a bez vibrací. Operace zavedení tyče působením síly je ovšem méně snadná. Použití velké síly působící ve směru osy na jeden konec tyče nedostačuje k tomu, aby se druhý konec zabořil do tuhnoucího jílu v odpichovém otvoru. V důsledku velké délky tyče a rychlého tuhnutí jílu vstříknutého předtím do odpichového otvoru, by se tyč rychle začala prohýbat a mohla by v otvoru uváznout, pokud by nebyla nepoužita speciální opatření omezující její ekvivalentní průhybovou délku. Ekvivalentní průhybová délka je pomyslná délka, na které dochází k průhybu a která vyjadřuje vliv způsobu upevnění tyče a a vliv způsobu aplikace síly na náchylnost tyče k jejímu prohnutí.

Tato ekvivalentní průhybová délka se může zkrátit například vedením tyče ve směru osy síly použitím mezilehlých vodítek. Podobného účinku se dosahuje aplikací síly ne na volný konec tyče, ale, s pomocí vratného pohybu svorky, v relativně malé vzdálenosti od odpichového otvoru, jak bylo poprvé navrženo v lucemburgském patentu LU-87 915.

Je zřejmé, že, snížením síly působící v ose tyče a způsobující zasouvání tyče do odpichového otvoru, se sníží riziko jejího prohnutí, takže je možno omezit opatřeni nutná proti jejímu prohnutí a tím usnadnit operaci zavedení tyče do odpichového otvoru pece.

Podstata vvnálezu

Předmětem tohoto vynálezu je způsob zasouvání tyče do rychle tuhnoucího jílu, který umožňuje sníženi odporu proti vnikání tyče do zmíněného jílu v odpichovém otvoru.

K dosažení tohoto cíle se používá metoda popsaná tímto vynálezem, jejíž podstata spočívá v tom, že tyč vpravovaná do odpichového otvoru vykonává kmitavý a rotační pohyb okolo její podélné osy.

Tento kmitavý a rotační pohyb tyče okolo její podélné osy snižuje odpor proti· vnikání tyče do tvrdnoucího jílu v odpichovém otvoru. V důsledku toho může zarážecí stroj zasunout tyč do jílu za působení menší síly.

8958

Výhody snížení síly_ ..při zarážení tyče jsou zřejmé. V prvé řadě toto snížení umožňuje použití vyšší ekvivalentní průhybové délky při stejné odolnosti proti prohnutí tyče. To se například může v praxi projevit snížením počtu vložených vodítek sloužících k udržení tyče ve směru osy, nebo zvětšením dráhy vratného pohybu jak je navrženo v patentu LU-87 915.

Navíc znamená snížení síly při zasouvání tyče přirozeně také snížení množství energie spotřebované strojem pro každé zavádění tyče. Je možné rovněž zvýšit rychlost zarážení tyče do jílu při použití stejného množství energie. Současně se při zasouvání tyče uspoří čas a v odpichovém otvoru se může použít jíl s vyšší rychlostí tvrdnutí, aniž by bylo nutné přecházet k výkonnějším strojům.

Bude oceněno, že k dosažení požadovaného eíektu postačuje vystavit tyč kmitavému pohybu okolo její podélné osy s úhlovou amplitudou menší než 180°. Není tedy nezbytné udělovat tyči rotační nebo kmitavý pohyb, který má velkou úhlovou amplitudu.

Vynález se také týká speciální svorky, která může být použita na konstrukci obvyklého děrovacího stroje a která slouží k přenášení zmíněného oscilačního pohybu vykonávaného okolo podélné osy tyče na tuto tyč při jejím zavádění do tvrdnoucího jílu v odpichovém otvoru.

Tato svorka je například jednosměrná pneumatická svorka, která umožňuje přenášet na tyč sílu působící v ose a tím pronikání tyče do jílu v odpichovém otvoru. Pro tuto svorku je charakterisctické zařízení, které způsobuje její kmitání podél její podélné osy během působeni síly, kterou je tyč zaváděna do otvoru.

Je zřejmé, že takovou svorkou může být rovněž obousměrná pneumatická svorka, některá z typu svorek popsaných v lucemburském patentu LU-87 915 a v přídavném patentu LU-88

020. Tato svorka může potom být použita jak pro zavádění, tak i pro vytahování tyče. Během vytahování tyče je kmitavý pohyb pochopitelně vypnut.

Je-li použita jednosměrná svorka, která je vhodná pouze pro zaváděni tyče, je přirozeně nezbytné opatřit stroj druhou spojkou určenou k vytahování tyče. Touto druhou spojkou je například obyvyklá svorka připevněná na vrtacím přístroji, který se posouvá po konstrukci. Vrtací přistroj je nejčastěji připevněn na

8958 konstrukci za první svorkou, aby v případě, že nemůže být metoda ztracené tyče z nějakého důvodu použita, bylo možné vrtání odpichového otvoru obvyklým vrtákem.

Další vlastnosti a charakteristiky vyplynou z detailnějšího popisu příkladů aplikací metody a z popisu preferovaného provedení svorky, které jsou uvedeny dále a opatřeny vyobrazeními, kde:

Obr.l je schematické znázornění částečného podélného řezu děrovacího stroje umístěného před odpichovým otvorem pro zarážení tyče do jílu v odpichovém otvoru;

Obr.2 zobrazuje podélný řez podél čáry ΆΆ’ na obr.l. Částečně je zobrazena speciální svorka podle tohoto patentu.

Obr.3 zobrazuje řez podél osy BB’ v obr.2

Na všech obrázcích jsou pro označení těchže dílů použita stejná čísla. Obrázek 1 zobrazuje podélný řez děrovacím strojem 2, který může být použit k provádění metody ztracené tyče podle tohoto vynálezu. Přesněji tento obrázek ukazuje částečný podélný řez konstrukci, která je umístěna čelem k odpichovému otvoru 6. taviči pece, znázorněné řezem v její zdi 4 v rovině odpichového otvoru 6..

Tento děrovací stroj 2. je navržen tak, aby otevřel již zmíněný odpichový otvor 6. buď klasickým vrtáním, tedy použitím vrtáku (není zobrazen), který je poháněn vrtacím zařízením 18 posouvajícím se po držáku 8. a opatřeném spojkou 20 pro přichycení vrtáku, nebo metodou ztracené tyče,tedy vytažením tyče 10, která byla zavedena do odpichovéhé odvoru £ jílu, bezprostředně po tom, co tento odpichový otvor byl zaplněn jílem. Tato operace zavádění tyče 10 do jílu v odpichovém otvoru je perfektně vykonána bez použití kladiva pomocí svorky 16. Zmíněná svorka je připevněna na vozíku 14, posunujícím se po držáku 8 a poháněna výkonným pohonem, například jedním nebo více hydraulickými motory iS a jedním nebo více nekonečnými řetězy 12. Tyč i® v její přední části přidržována posuvným nebo pevným držákem 13. který může být také navržen jako štít proti materiálu vystřikujíčímu z odpichového otvoru při jeho otevírání.

Aby se zabránilo prohýbání tyče, na kterou působí poměrně značná síla, nutná k tomu, aby zabodla tyč do tvrdnoucího jílu v odpichovém otvoru, je možné použít dvě různé metody umožňující snížit náchylnost tyče TO k prohýbání.

- 5 - 8958

První metoda spočívá v působení zmíněné zarážecí síly v blízkosti volného konce tyč© 10 a ve vedení této tyče pomocí mezilehlých vodítek umístěných mezi čelním držákem 13 a svorkou 16. Na obr. 1 je jedno z nich a je označeno číslem 15. Tato mezilehlá vodítka potom drží tyč 10 v ose a zamezují vytváření odklonění způsobujícímu ohyb . tyče 10-.....................—.......................- —----------Druhá metoda spočívá v působení již zmíněné zarážecí síly nikoliv na volný konec tyče 10. ale v určité vzdálenosti blíže k odpichovému otvoru 6. V tomto případě se otevřená svorka 16 přenáěí do vzdálenosti L od čela konstrukce 8, uzavře se a tyč 10 je zaváděna do odpichového otvoru 6, posunováním svorky 16. která je nyní pevně připojena na tyč 10. o délku L až k čelu konstrukce 8. (poloha B) . Svorka 16 je poté otevřena a je vrácena o délku L, aby mohla opět sevřít tyč 10 a zasunout další délku L do odpichového otvoru 6.. Tento vratný pohyb se opakuje tak dlouho,až tyč 10 vnikne do požadované hloubky odpichového otvoru

6.

Tento patent navrhuje udělit tyči 10 během zarážení kmitavý a rotační pohyb podél její podélné osy. Dodejme, že tento způsob, který snižuje odpor jílu při zaváděni tyče, může být použit ve spojení s již zmíněnou první nebo druhou metodou, které byly popsány dříve.

Bude oceněno, že tato metoda rovněž poskytuje značné výhody používá-li se ve spojení s již zmíněným prvým nebo druhým způsobem zavádění tyče. Ve spojení s první metodou, umožňuje používat méně mezilehlých vodítek, protože síla působící v ose na tyč je podstatně nižší. Při použití ve spojení s druhou metodou, je umožněno prodloužit zmíněnou dráhu L, po které se pohybuje vozík iá, tedy provést zaražení tyče 10 pomocí menšího počtu vratných pohybů svorky 16. t.j. rychleji.

Způsob popsaný v tomto vynálezu je výhodně realizován při použití svorky i_6, jak je ukázáno na obrázcích 2 a 3, které budou popsány detailně v dalším textu. Svorka 16 je pevně připevněna pomoci svého rámu 34 k vozíku 14, který je připevněn například na pohyblivých běžcích 28 nebo na válečcích, vedených profily 22.24 spojenými Čelem k sobě v nosníku 8. ve tvaru U . Konstrukce £ se skládá například ze dvou nosníků 8a a 8b spojených dohromady tak, že vzniklá konstrukce má tvar skříně.

Z obrázku 2 je zřejmé, že rám svorky se skládá z horní části

8958

a. dolní části 32., které jsou spojeny rozebíratelnými prvky, například šrouby znázorněnými jejich osami 33 v obrázku 2. Jsou-li tyto dvě poloviny nosné konstrukce 32., 34 spojeny dohromady, vymezuji válcovou komoru 37, jejíž podélná osa je rovnoběžná ke směru pohybu vozíku 14. Válcová komora 37 má v každé základně otvor 35.36 soustředný se zmíněnou podélnou osu.

Uvnitř válcové komory 37 je umístěno tělo svorky 38.. Toto tělo 38 má válcový tvar a má průměr a délku vždy o něco menší, než je odpovídající rozměr válcové komory 37. Tělo 38 zmíněné komory spočívá na dvou kluzných vložkách 40. které obě fungují jako koncové zarážky a ložiska. Tělo svorky 38 se tedy může volně otáčet okolo své osy, která je shodná s osou zmíněné válcové komory.Navíc čelní zarážky 40 ve válcové komoře 37 zamezují jakémukoliv jeho vychýlení z osy a dosedá na obě části nosné konstrukce, tvořící v podélném směru hranici komory 37.

Tělo svorky 38 prochází podélně koncentrickým otvorem 44. jehož průměr je o něco větSÍ, než průměr tyče 10.Obsahuje alespoň jednu dvojici čelisti 42 ’ ,42' ' , které jsou umístěny symetricky okolo osového otvoru 44 a mohou býti posouvány Šikmo ve směru zmíněného osového otvoru. Tyto čelisti jsou ovládány pneumaticky a jsou s výhodou opatřeny vratnou pružinou (není zobrazena) určenou k jejich otevřeni. Je důležité podotknout, že toto tělo svorky musí být v komoře 37 umístěno tak, že se osy pohybu čelistí 42' a 42’ ’ sbíhají směrem ke konci konstrukce. Je-li svorka posouvána vpřed, jsou čelisti 42.’ a 42’ ' v uzavřené pozici zaklesnuty do tyče. Tělo svorky 38 je prodlouženo ve směru osy pouzdrem 57 procházejicím otvorem .35. Toto pouzdro obsahuje na svém konci kliku 58. která je k němu pevně připojena. Rameno 56 je otočně · upevněno jedním svým koncem ke klice a druhým k pístnici 54. Tato pístnice prochází kluzným vedením 32, které je umístěno v prodloužení válce zvedáku válce 52, připevněného k vozíku 14. Podélná osa ramene 58 má s výhodou tvar kruhového oblouku, takže rameno 58 může být stočeno okolo tyče 10. poté, co pístnice 54 je úplně vysunuta z válce 52.

Je zřejmé, že vratný pohyb pístnice 54 uděluje klice 58. a tím i tělu svorky 38 kmitavý rotační pohyb s úhlovou amplitudou přibližně 90°. Když čelisti 42’ a 42’' již zmíněného těla svorky 38 sevřou tyč 10. udílí tyči kmitavý pohyb a současně přenáSÍ na tuto tyč také zmíněnou sílu, působící ve směru osy a potřebnou

8958 k zasunutí tyče.

Vratný pohyb pístnice 54 vzniká periodickou změnou tlaku na obou stranách pístu 51 integrálně s tyčí pístu spojeného pístnicí a pohybujícího se ve válci 52 zvedáku 50. Frekvence tohoto pohybu je s výhodou určována v závislosti na druhu použitého jílu......... Vzhledem k tomuu, že úhlová amplituda kmitavého pohybu těla svorky 38 je realativně malá, mohou být čelisti 42' a 42'’obvyklým způsobem napájeny stlačeným vzduchem za použití hadic. Je však také možné použít otočně upevněné hadice nebo otočné konektory.

Poznamenejme, že tělo svorky 38 může také obsahovat druhý pár kleští ,jejichž dvě osy pohybu se sbíhají ve směru čela konstrukce. Tato svorka může být potom použita při vytahování tyče 10 z vytvrdlého jílu v odpichovém otvoru. Osy druhého páru kleští jsou například v rovině procházející osou svorky, která je svislá k rovině řezu v obrázku 3.

Jestliže naopak tělo svorky 38 obsahuje pouze jeden Pár kleští určených pro zavádění tyče, spojka 20 vrtacího stroje 18 může být výhodně nahrazena jednosměrnou svorkou určenou k vytahování tyče 10. Tato svorka 20 ale musí dosedat přímo na svorku 16. aby během jejího odtažení bylo zamezeno přenášení tažné síly z vrtacího stroje 18 na tyč.

Je zřejmé,že pro zamezení otáčení tyče nebo pro přenášení sily působící v ose, mohou být použity i jiné prostředky než dříve popsané čelisti.

K tomu, aby se zabránilo .rotačnímu a translačnímu pohybu děrovací tyče 10 uvnitř tělesa svorky .30., je například možno použít klínu opírajícího se o plošky vyfrézované na této tyči.

Bude oceněno, že tento vynález popisuje způsob, který jistě přispěje podstatnou měrou k odstraněni používání kladiv při zmiňované metodě ztracené tyče. Tento způsob rovněž značně přispěje k ochraně životního prostředí podstatným snížením hladiny hluku v okolí šachtové pece. Navíc se svorka podle tohoto vynálezu vyznačuje spolehlivým a robusním designem.

Claims (9)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob usnahující zavádění tyče do odpichového otvoru (6) šachtové pece (4) uzavřeného ještě kterém se zmíněné zavádění tyče ne zcela zatvrdlým jílem, při provádí bez použiti kladiva účinkem axiálně působího tlaku vyvolaného silným pohonným zařízením, působícím vyznačující se do jílu v odpichovém otvoru, na zmíněnou (10) , tyč tím, že tato tyč (10), zarážená vykonává kmitavý nebo rotační pohyb okolo své podélné osy, zatímco na ni působí zmíněný axiální tlak.

2, (10) je během jejího zavádění vedena mezilehlými vodítky.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že úhlová amplituda zmíněného oscilačního pohybu je menší než 180®.

3. Způsob podle vyznačuj ící se bodu tím, že tyč nebo

4. Způsob v y z n a č u j í c í působící na tyč (10) zmíněný axiální tlak podle bodu 1 nebo 2, s e t í m, že se aplikuje ve vzdálenosti od odpichového otvoru, která je menší, než je ekvivalentní průhybová délka tyče (10), dále tím, že tyč (10) je zarážena do jílu v odpichovém otvoru o délku L a dále tím, že tato operace se opakuje tak dlouho, až tyč (10) pronikne do požadované hloubky odpichového otvoru (6).

5. Speciální svorka pro provádění zmíněného způsobu podle kteréhokoliv z bodů laž4,vyznačuj ící se tím, že obsahuje specifické prostředky pro přenášení zmíněného axiálního tlaku na tyč a pro uvedení tyče do zmíněného kmitavého pohybu okolo její osy.

6. Svorka podle bodu 5, vyznačující se tím, že tato svorka je připevněna na vozíku (14), který se pohybuje podélně po konstrukci (8) účinkem silného pohonného systému, dále tím, že prostředky pro přenášení zmíněného axiálního tlaku jsou prostředky pro spolehlivé uchopeni tyče (10) během zaváděcího fy/ ,zW—

8958 pohybu, a dále tím, že tyto prostředky jsou umístěny ve svorce (16), umožňující jejich kmitání okolo podélné osy tyče (10).

7. Svorka podle bodu 6,vyznačující se tím, že zmíněné prostředky pro uchopení tyče (10) jsou připojeny ke spojovacímu mechanismu sestávajícímu z tyče a kliky převádějícímu vratný pohyb zvedáku (50) na kmitavý úhlový pohyb zmíněných prostředků pro uchopení tyče.

8. Svorka podle kteréhokoliv z bodů 5 až 7, vyznačující se tím, že je opatřena otvorem (44) pro tyč (10), který prochází touto svorkou ve směru její osy.

9. Svorka podle kteréhokoliv z bodů 5 až 8, vyznačující se tím, že obsahuje druhý prostředek, sloužící k pevnému uchopení tyče (10) během operace, při níž je tato tyč vytahována.