Пристрій для усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах

Реферат: Винахід належить до хімічної промисловості та може бути використаний у металургії, промисловості будівельних матеріалів, харчовій промисловості та інших галузях промислового виробництва. Пристрій для усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах містить спис, виконаний з можливістю введення через оглядовий отвір у порожнину печі під склепіння завислого матеріалу. Винахід характеризується тим, що спис виконаний у вигляді патрубка, канал якого гідравлічно з'єднанний із дозуючим пристроєм, сполученим з ємністю, наповненою водою. Спис може бути оснащений форсункою, розміщеною на його робочому кінці, зорієнтованою в бік завислого матеріалу. Винахід забезпечує спрощення конструкції, зниження енергоємності, зменшення часу на усунення зависань та подовження експлуатаційного періоду печі. UA 102579 C2 (12) UA 102579 C2 UA 102579 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки Винахід належить до хімічної промисловості, а саме до усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах і може бути використаний у металургії, промисловості будівельних матеріалів, харчовій промисловості та в інших галузях промислового виробництва. Рівень техніки Зависання в шахтній вапняково-випалювальній печі зазвичай виникають в її зоні випалювання внаслідок порушення режиму роботи печі - перегрівання шихти і футерівки, спричинене передозуванням палива або його місцевим скупченням, потраплянням легкоплавких домішок до складу шихти, вживанням палива з легкоплавким шлаком, а також внаслідок затримки вивантажування вапна з печі. Вищевказане спричинює місцеве сплавлення вапна і оплавлення футерівки печі. Якщо таке вапно привариться до оплавленої футерівки, утвориться зависання матеріалу у вигляді склепіння (так званий "козел"), здатне зупинити опускання шихти. Під цим склепінням виникає порожнина, чим більша її висота, тим обширніше пошкодження футерівки печі після обвалення "козла" і утримуваного ним матеріалу. Відомий пристрій для усунення вказаних зависань, виконаний у вигляді тягаря (важкого предмета), опущеного на канаті в порожнину печі через її завантажувальний отвір, - цим тягарем наносяться удари зверху по шихті (див. Разуваев Ю.П. "Памятка по технике безопасности обжигальщику извести", М., Стройиздат, 1972р., с. 12, 13; Брусиловский Г.В. "Производство извести, М., Госхимиздат, 1954 р., с. 169). Ефективність застосування подібного пристрою знижує несприятливе співвідношення між масою тягаря і масою шихти, на яку він діє, - енергія удару тягарем розсіюється в масиві шихти, ці удари викликають стрясання футерівки печі, що призводить до її передчасного виходу з ладу. Також відомий пристрій аналогічного призначення, виконаний у вигляді штанги, введеної в порожнину печі через її завантажувальний отвір - цією штангою вручну наносяться удари зверху по шихті (див. Брусиловский Г.В. "Производство извести", М., Госхимиздат, 1954 р., с.169; Разуваев Ю.П. "Памятка по технике безопасности обжигальщику извести", М., Стройиздат, 1972 р., с.12, 13). Застосування цього пристрою не більш ефективне, ніж вищевказаного - енергія ударів штангою розсіюється в масиві шихти, ці удари викликають стрясання футерівки печі, що призводить до передчасного виходу її з ладу. Крім того, робота з таким пристроєм вимагає додаткових заходів для захисту робітників від отруєння пічними газами. Відомий пристрій аналогічного призначення, виконаний у вигляді списа (лома) довжиною 3-4 м, за допомогою якого через оглядовий отвір наносяться удари по завислому матеріалові (див. Разуваев Ю.П. "Памятка по технике безопасности обжигальщику извести", М., Стройиздат, 1972р., с.12, 13; Брусиловский Г.В. "Производство извести, М., Госхимиздат, 1954 р., с. 169; Эм П.А., "Мастер по обжигу извести в шахтных печах на газовом топливе", М., Стройиздат, 1969 р., с.63). Застосування цього пристрою пов'язане з підвищеним рівнем небезпеки, воно трудомістке, вимагає значних витрат часу і граничної обережності, при цьому нанесення влучних ударів по завислому матеріалові проблематичне через обмежену видимість, обумовленої вибиванням полум'я з оглядових отворів, а при раптовому обваленні "козла" призводить до заклинювання списа в цьому отворі, що спричинює передчасний вихід футерівки печі з ладу. Як прототип, що сходиться за призначенням і рядом головних конструктивних ознак із заявленим технічним рішенням, прийнятий описаний у патенті СРСР № 3217, кл.F27В1/10, 1927 р. пристрій для усунення зависань (заторів) у шахтних вапняково-випалювальних печах, виконаний у вигляді списа (лома), вставленого в отвір напрямної втулки, розміщеної у стінці печі, який забивається в піч за допомогою молота, що взаємодіє з приводним кулачковим механізмом. Цей пристрій досконаліший, ніж вищевказані пристрої, за його допомогою можливе нанесення влучних ударів списом по завислому матеріалові, але його недоліками є ускладненість і енергоємність, він також вимагає значних витрат часу для усунення "козла", а удари молота викликають стрясання футерівки печі, що призводить до передчасного виходу її з ладу. Суть винаходу В основу винахідницького задуму поставлено задачу вдосконалення пристрою для усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах шляхом усунення недоліків прототипу, яке забезпечує спрощення конструкції пристрою, зниження його енергоємності, скорочення часу на усунення зависань і подовження експлуатаційного періоду печі. 1 UA 102579 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставлена задача вирішена таким чином, що у пристрої для усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах, який містить спис, введений через оглядовий отвір у порожнину печі під склепіння завислого матеріалу, передбачені такі конструктивні перетворення: 1) спис виконаний у вигляді патрубка; 2) канал списа гідравлічно з'єднаний із дозуючим пристроєм порції води; 3) дозуючий пристрій сполучений з ємністю, наповненою водою; 4) спис оснащений форсункою, розміщеною на його робочому кінці, спрямованою в бік завислого матеріалу. Цими відмінностями в сукупності зі спільними для прототипу і запропонованого пристрою суттєвими ознаками забезпечена технічна результативність: - спрощення конструкції пристрою; - зниження енергоємності; - зменшення часу на усунення зависань; - подовження експлуатаційного періоду печі. Вищевказане свідчить про наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак і забезпеченню при цьому результативністю. У попередньому рівні техніки не виявлений пристрій для усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах, який за сукупністю суттєвих ознак сходився б із запропонованим, що слугує підставою для висновку про відповідність його умові патентоздатності "Новизна". Технічна суть і принцип дії заявленого пристрою пояснюються кресленнями, де зображено: на фіг. 1 - принципова гідравлічна схема пристрою, на фіг. 2 - варіант виконання дозуючого пристрою. Пристрій для усунення зависань 1 у шахтних вапняково-випалювальних печах 2 містить спис 3, на одному кінці якого укріплена форсунка 4, а до протилежного кінця, оснащеного захисним екраном 5, прикріплений шланг 6, за допомогою якого канал списа 3 з'єднаний із виходом 7 дозуючого пристрою 8, сполученого з ємністю 9, наповненою водою під атмосферним тиском. Як дозуючий пристрій 8 слугує поршневий або плунжерний насос із об'ємом робочого ходу до 1 л. Можливе конструктивне суміщення вказаної ємності з дозуючим пристроєм - вона може бути виконана у вигляді наповненої водою оболонки 10 із гнучкими стінками, обладнаної пробкою 11. Заявлений пристрій працює так. Після виявлення ознак зависання 1 у печі 2 відчиняються оглядові лючки 12, розташовані в зоні порожнини 13, утвореної цим зависанням, через один із оглядових отворів 14 у вказану порожнину вводиться спис 3 на таку глибину, щоб форсунка 4 опинилась приблизно біля середини склепіння зависання 1 - найбільш напруженої та найменш міцної його ділянки, - приводиться в дію дозуючий пристрій 8, після чого спис 3 негайно виймається назовні. Внаслідок дії обмеженої порції води вказана ділянка різко охолоджується, в тілі завислого матеріалу виникає руйнівна напруга, яка призводить до появи в ньому пор і тріщин, при цьому вапно, з якого переважно складається "козел", гаситься, жадібно поглинаючи воду (див. Эм П.А. "Мастер по обжигу извести в шахтных печах на газовом топливе", М., Стройиздат, 1969 р., с.27; Брусиловский Г.В. "Производство извести", М., Гостройиздат, 1954 р., с.30), і перетворюється у порошок. Цьому сприяє і пароутворення - виділена пара проникає в пори і тріщини в завислому матеріалі і розрихлює його (див. Брусиловский Г.В. "Производство извести", М., Госстройиздат, 1954 р., с.200), а її надлишок вільно видаляється через відчинені оглядові отвори 14. В результаті цих процесів склепіння завислого матеріалу втрачає свою несучу спроможність і обвалюється під вагою шихти, утримуваної вказаним склепінням. Рух шихти в печі відновлюється. Заявлений пристрій конструктивно простий, його застосування забезпечує економію енергії і виключає руйнівну дію на футерівку печі, завдяки чому подовжує її експлуатаційний період. Одночасно дотриманий і належний рівень безпеки - контрольоване (направлене та дозоване) використання води коригує відому заборону по її використанню (див. Монастирев А.В. "Производство извести", М., Высшая школа, 1975 р., с 123). При усуненні вказаних зависань за допомогою заявленого пристрою не потрібні додаткові засоби індивідуального захисту робітників, окрім традиційних (див. Разуваев Ю.П. "Памятка обжигальщику извести", М, "Стройиздат, 1972 р., с.5), а екран 5, яким обладнаний спис 3, додатково захищає робітника від контакту з парою, що виходить через оглядовий отвір 14. Запропонований пристрій відповідає критерію патентоздатності "промислова вживаність", про що свідчить наступне: 2 UA 102579 C2 5 1) він призначений для усунення зависань у вапняково-випалювальних печах і може бути використаний у металургії, промисловості будівельних матеріалів, харчовій промисловості та в інших галузях промислового виробництва; 2) пристрій у тому вигляді, як він охарактеризований у формулі винаходу, може бути виготовлений з використанням відомих конструктивних матеріалів і напівфабрикатів, технології, устаткування та технічних засобів; 3) запропонований пристрій у тому вигляді, як він охарактеризований у формулі винаходу, здатний забезпечити вищевказану технічну результативність. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 1. Пристрій для усунення зависань у шахтних вапняково-випалювальних печах, що містить спис, виконаний з можливістю введення через оглядовий отвір у порожнину печі під склепіння завислого матеріалу, який відрізняється тим, що спис також виконаний у вигляді патрубка, канал якого гідравлічно з'єднаний із дозуючим пристроєм, сполученим з ємністю, наповненою водою. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що спис оснащений форсункою, розміщеною на його робочому кінці, зорієнтованою в бік завислого матеріалу. 3 UA 102579 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4