Пристрій для підведення газу в металургійну місткість

Винахід відноситься до галузі металургії і може бути використаний в сталеплавильному виробництві при подачі газу в сталерозливні ковші. Відомий пристрій для підведення аргону до сталерозливного ковша, який складається із продувального сопла, яке вмонтоване в розливний канал шиберного затвора, і аргонопровода, що єднає сопло з цеховою магістраллю подачі аргону. При цьому сопло з'єднане з аргонопроводом рухомим в осьовому напрямі сполученням, утвореним кінцем сопла, розміщеним в порожнині аргонопроводу з зазором, що заповнений в’язкою речовиною, на приклад, бітумом (а.с. СРСР №1502186, кл В22В41/08 ). Цей пристрій має суттєвий недолік. Рухоме в осьовому напрямі сполучення не забезпечує герметичність і надійність пристрою, оскільки зусилля фіксації сполученого вузла з аргонопроводом нерівномірне і не регульоване, бо залежить від величини динамічної в'язкості бітуму, яка при пониженні температури, що характерно для зимового періоду, підвищуються, матеріал становиться крихким, що призводить до втрати герметичності сполучення. Із відомих пристроїв найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для підведення газу в металургійну місткість по патенту України №36102, кл В22D41/00. Цей пристрій містить в собі сполучний вузол, виконаний у вигляді втулки і трубчатого елементу, посадженого на втулку з можливістю переміщення відносно втулки, і вузла для розміщення та фіксації сполучного вузла співвісно з вхідним отвором в пластині, прикріпленої до кожуха сталерозливного ковша. Цей пристрій використано в якості прототипу. Суттєвим недоліком пристрою є недостатня герметичність в місці примикання втулки до пластини. В основу винаходу поставлена задача: удосконалити пристрій для підведення газу в металургійну місткість шляхом утворення за рахунок тиску газу необхідного зусилля притискання пристрою до пластини в місці знаходження впускного отвору з подальшім автоматичним з'єднанням газопроводу з впускним отвором та автоматичним роз'єднанням і відведенням поршня від впускного отвору після закінчення подачі газу в металургійну місткість. Суть винаходу полягає в тому, що в пристрої для підведення газу в металургійну місткість, яка містить сполучний вузол та вузол для установлення і фіксації сполучного вузла співвісно впускному отвору металургійної місткості, сполучний вузол виконаний у вигляді стакана з отвором в його днищі і порожнистого поршня, поміж обичайками яких розташований кільцеподібний золотник, який обпирається на упорне кільце, жорстко закріплене на внутрішній поверхні стакана, при цьому в придонній частині обичайки поршня виконані радіальні отвори, а днищі поршня - дросельний отвір. Доцільно обладнати поршень обмежувачем переміщення золотника уздовж поршня, а торцеву поверхню поршня обладнати комірковим ущільненням. Загальними з прототипом суттєвими ознаками винаходу є: - сполучний вузол; - вузол для установлення та фіксації пристрою співвісне впускному отвору металургійної місткості. Відмінними від прототипу суттєвим ознакам винаходу є: - виконання сполученого вузла у вигляді стакана з отвором в його днищі і порожнистого поршня; - розташування поміж обичайками стакана і поршня кільцеподібного золотника, який обпирається на виступ днища і взаємодіє з пружиною, яка обпирається на упорне кільце, жорстко закріплене на внутрішній поверхні стакану; - виконання в придонній частині обичайки поршня радіальних отворів, а в днищі поршня - дросельного отвору. Совокупність суттєви х ознак винаходу є необхідною і достатньою на всі випадки, на які поширюється область застосування винаходу. Між суттєвими ознаками винаходу і те хнічним результатом - утворенням за рахунок використання тиску газу необхідного зусилля притискання поршня пристрою до поверхні в місці знаходження впускного отвору з подальшим автоматичним з'єднанням газопроводу з впускним отвором та автоматичним роз'єднанням і відведенням поршня від впускного отвору після закінчення подачі газу в металургійну місткість - існує причиннонаслідковий зв’язок, який обґрунтовується при описі конструкції пристрою та його праці. Винахід пояснюється кресленням, на якому зображений повздовжній переріз пристрою. Пристрій містить сполучний вузол та вузол для установлення і фіксації сполучного вузла співвісно впускному отвору металургійної місткості. Сполучний вузол містить рознімний стакан, днище 1 якого з'єднане обичайкою 2 нарізним з'єднанням 3. Днище 1 має отвір 4 з нарізкою для з'єднання з штуцером газопідвідного патрубку. В стакані знаходиться поршень, який також виконаний рознімним і складається із обичайки 5 та днища 6, які сполучені між собою нарізним з'єднанням 7. В придонній частині обичайки 5 поршня виконані радіальні отвори 8, а в днищі 6 дросельний отвір 9. Поміж обичайками 2 і 5 розташований кільцеподібний золотник 10, який обпирається на виступ 11 днища 6 і взаємодіє з пружиною 12, яка в свою чергу, обпирається на упорне кільце 13, жорстко закріплене на внутрішній поверхні стакана. Золотник 10 має манжету 14. Золотник щільно прилягає до внутрішньої поверхні стакана і поверхні кільцевої проточки 15 і має можливість переміщуватись уздовж кільцевої проточки 15. В кінці кільцевої проточки 15 розташоване гумове кільце 16. Торцева поверхня обичайки поршня обладнана кільцевим комірковим ущільненням 17, яке закріплене за допомогою оголовка 18, сполученого з обичайкою 5 нарізним з'єднанням 19. Для стаціонарного установлення та фіксації сполучного вузла співвісно впускному отвору на стенді для обробки розплав газом жорстко закріплена опорна пластина 20 до якої за допомогою нарізного кріплення 21 приєднане днище 1 стакана. В пластині 20 виконаний отвір 22 для введення штуцера газопідвідного патрубка та з'єднання його з днищем 1 стакана. На кожусі сталерозливного ковша в площині, паралельній пластині 20, жорстко закріплена пластина 23, в який виконані два взаємно перпендикулярні, сполучені між собою отвори 24 і 25. Для з'єднання з газовідвідним трубопроводом в вихідний частині отвору 25 виконана нарізка 26. Пристрій працює наступним чином. Сталевозом сталерозливний ківш подають до стенду обробки металевого розплаву. Для продування достатньо відкрити кран-газорозподільник. При надходженні газу в під поршневу порожнину і досягненні тиску, достатнього для переборення опору пружині 12, поршень разом з золотником 10 переміщуються в напрямку сталерозливочного ковша, доти оголовок 18 не зіткнеться з пластиною 23. При зупиненому поршні золотник 10 продовжує стискува ти пружину 12 і переміщуватись до кінця проточки 15. При русі золотника 10 від лівого положення до правого відкриваються отвори 8 і газ надходить в порожнину поршня і далі по отвором 24 і 25 до газовідвідного трубопроводу (на кресленні не показано). Комірове ущільнення 17 щільно притискується тиском газу до поверхні пластини 23, внаслідок чого забезпечується герметизація пристрою. Після закінчення операції продування газом металевого розплаву перекривають газ. Завдяки дросельному отвору 9 тиск в під поршневій порожнині зменшується і пружина переміщує золотник 10 до його зіткнення з виступом 11 днища 6 поршня і повертає поршень в початкове положення. Таким чином, пристрій забезпечує за рахунок використання тиску газу автоматичне підведення поршня до металургійної місткості, необхідне зусилля притискання поршня до пластини і герметизацію пристрою з подальшим автоматичним відведенням поршня від металургійної місткості після закінчення операції продування. Значною перевагою пристрою є і те, що завдяки використанню внутрішнього діаметру поршня набагато більшим (в 2-6 разів) діаметра отвору 24 виникає можливість установлення ковша на стенді з деяким зміщенням вісі отвору 24 відносно вісі поршня, без порушення герметичності пристрою, що є важливим в умовах металургійного виробництва.