PL208656B1 - Układ do ceramicznego napawania pieców przemysłowych - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy pneumatycznego układu urządzenia do ceramicznego napawania uszkodzonego ogniotrwałego obmurza (wyłożenia) pieców bez studzenia tych pieców. Komorowa i pompa (1) połączona jest za pośrednictwem przełącznika (20) ze źródłem sprężonego powietrza i zapewnia równomierne i regulowane podawanie zawartej w nim proszkowej mieszanki ogniotrwałej masy lejnej do wejścia ogniotrwałej dyszy (2) w celu zmieszania tej mieszanki z tlenem w określonej proporcji oraz doprowadzenia jej do lokalnego obszaru naprawy. Wynalazek umożliwia zapewnienie niezawodnej i stabilnej długookresowej pracy urządzenia w warunkach wielokrotnych cykli włączania/wyłączania źródła sprężonego powietrza w celu transportowania proszkowej mieszanki i ogniotrwałej masy lejnej. W tym celu przełącznik (20) połączony jest z filtrem (18) zwalniania ciśnienia powietrza z jamy komorowej pompy i ma postać czterootworowego, dwupozycyjnego pneumatycznego zaworu rozdzielczego. Wybrana liczba wejść i wyjść pneumatycznego zaworu rozdzielczego automatycznie zapewnia wstępne zwolnienie ciśnienia z komorowej pompy do atmosfery w trakcie przełączania, zapobiegając zatykaniu otworów przez mieszankę ogniotrwałą transportowaną z komorowej pompy (1) poprzez aerator (5) oraz stabilizator ciśnienia (6) i napowietrzającego powietrza.

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy układu służącego do naprawiania uszkodzonego ogniotrwałego obmurza pieców przemysłowych poprzez ceramiczne napawanie, i może być stosowany w przemyśle chemiczno-wydobywczym, metalurgicznym, przy wytwarzaniu szkła oraz w innych dziedzinach przemysłu.

Do naprawy uszkodzonych obmurzy pieców stosuje się szeroko urządzenia do torkretowania i ceramicznego napawania, podobne do siebie pod wzglę dem zadań i technologii, których działanie opiera się na zasadzie pneumatycznego transportu proszkowej masy ogniotrwałej do torkretowania, przy użyciu komorowych pomp i specjalnych dysz do torkretowania, do określonego miejsca wymagającego naprawy.

Przykładowo, z brytyjskiego patentu nr GB1158210 (F27D1/16, 1969) znane jest urządzenie (działo), przy użyciu którego proszek masy do torkretowania (drobnoziarnisty materiał do torkretowania) osadzany jest w stanie zwilżonym na przeznaczonym do naprawy obmurzu. Urządzenie to zawiera komorową pompę połączoną ze źródłem sprężonego powietrza oraz torkretującą lancą (dyszą mieszanki), połączoną z dolną częścią komorowej pompy oraz rurociągiem wodnym. Proszek wydmuchiwany jest z komory przez sprężone powietrze do wnętrza torkretującej lancy, gdzie następuje wymieszanie dwóch strumieni - mieszanki powietrznej (mieszanki powietrza i proszku) oraz wody doprowadzanej pod ciśnieniem.

Znane jest urządzenie służące do nanoszenia roztworów i mieszanek, zawierające komorową pompę (obudowę), połączoną ze źródłem sprężonego powietrza, i wyposażone w kontroler ciśnienia powietrza o postaci siłownikowego cylindra, którego tłok połączony jest, za pośrednictwem systemu dźwigni, z urządzeniem wyładowczym wyposażonym w zawór posiadający obciążany sprężynowe trzpień i połączonym za pośrednictwem rury rozgałęzienia filtra z górną częścią komorowej pompy (wydrążoną), zaopatrzoną w manometr, przy czym wewnątrz komory ulokowana jest grupa rur rozgałęzień doprowadzających napowietrzające powietrze, zaś ich wyjścia znajdują się w strefie urządzenia wyładowczego (Certyfikat Autorski ZSRR nr 1756501, Int.cl. E04F 21/02, 1992).

Znane jest także urządzenie przeznaczone do naprawy urządzeń metalurgicznych w procesie ceramicznego napawania, zawierające pomiarowy kosz wyładowczy przeznaczony na mieszankę do torkretowania, posiadający pneumatyczne urządzenie uruchamiające, mikser połączony z torkretującą dyszą (lanca) oraz z rurami doprowadzającymi tlen i azot, posiadającymi odpowiednie zawory, jednostkę sterującą, dodatkowy kosz wyładowczy z kranem na paliwa oraz magistralę doprowadzającą sprężone powietrze do pneumatycznego urządzenia uruchamiającego z zaworem, którego napęd jest kinematycznie połączony z systemem kontroli natężenia przepływu tlenu i azotu (patent nr RU2047067, Int.cl. 27D1/16,1995). W tym przypadku zastosowanie azotu do transportu mieszanki torkretującej wymaga wykorzystania aparatury kontrolnej.

Znane jest urządzenie do naprawy warstwy ogniotrwałej, opracowane przez firmy Glaverbel (Belgia) i Fosbel (USA) oraz ujawnione w patencie RU2035680 F27D1/16, 1995), Zawiera ono kosz wyładowczy mieszanki torkretującej wyposażony w ślimak przenośnika, którego napęd stanowi silnik o zmiennej prę dkoś ci pracy, mieszają c ą komorę z wlotem azotu, urzą dzenie wstrzykują ce z wlotem tlenu oraz torkretującą dyszę.

Znane jest urządzenie służące do tworzenia ogniotrwałej powłoki na powierzchni roboczej wykładziny, opracowane przez firmę Villmet (USA) i ujawnione w patencie RU2036186 (F27D1/16, 1995).

Jako najbliższe rozwiązanie ze stanu techniki wybrano urządzenie służące do ceramicznego napawania pieców przemysłowych, opracowane przez OOO „Nauchnovnedrencheskoye predpriyatiye 'MAK' ” i chronione patentem rosyjskim RU2038561 (F27D1/16, 1995). Urządzenie to zawiera komorową pompę połączoną za pośrednictwem przełącznika ze źródłem sprężonego powietrza, przy czym komorowa pompa wyposażona jest w jednostkę służącą do uwalniania powietrza z komory do atmosfery, w aerator wyposażony w stabilizator ciśnienia powietrza, a także we wtryskiwacz zaopatrzony w stabilizator ciś nienia powietrza oraz napę d posiadają cy jednostkę pneumatycznej dystrybucji, a także torkretującą dyszę połączoną z wylotem pompy i ze ź ródłem sprężonego tlenu, orurowanie służące do transportu powietrza, mieszanki torkretującej i tlenu, a także aparaturę kontrolnopomiarowa, przy czym jednostka służąca do uwalniania powietrza z komory do atmosfery zawiera filtr i zawór pneumatyczny działający jako przełącznik uwalniania powietrza.

Ze względu na wykorzystywanie powietrza do transportu mieszanki torkretującej, urządzenie odznacza się prostą budową i bezpieczeństwem pracy.

PL 208 656 B1

Pierwotną ideę niniejszego wynalazku stanowił problem udoskonalenia układu do ceramicznego napawania pieców przemysłowych, poprzez wyeliminowanie niedostatków rozwiązań ze stanu techniki i uzyskanie zwiększenia niezawodności takiego układu.

Postawione zadanie zostało rozwiązane w taki sposób, że układ do ceramicznego napawania pieców przemysłowych, zawierający komorową pompę połączoną za pośrednictwem przełącznika sprężonego powietrza ze źródłem sprężonego powietrza i wyposażoną w filtr z przełącznikiem do uwalniania powietrza do atmosfery, w aerator zaopatrzony w stabilizator ciśnienia powietrza połączony ze źródłem sprężonego powietrza, a także we wtryskiwacz zaopatrzony w stabilizator ciśnienia powietrza i napęd z pneumatycznym zaworem rozdzielczym, torkretującą dyszę połączoną z wyjściem pompy oraz źródłem sprężonego tlenu, orurowanie do transportu powietrza, mieszanki torkretującej i tlenu, a takż e aparaturę kontrolno-pomiarowa do monitorowania ciś nienia w stabilizatorze ciś nienia powietrza, komorowej pompy, źródła sprężonego powietrza i źródła sprężonego tlenu, przy czym stabilizator ciśnienia powietrza jest połączony z pneumatycznym zaworem rozdzielczym, charakteryzuje się tym, że przełącznik sprężonego powietrza i przełącznik do uwalniania powietrza wykonane są w postaci czterootworowego, dwupozycyjnego pneumatycznego zaworu rozdzielczego, którego jedno wejście jest połączone ze źródłem sprężonego powietrza, zaś jego drugie wejście z wyjściem filtra, natomiast jedno jego wyjście połączone jest z pneumatycznym zaworem rozdzielczym oraz wejściem stabilizatora ciśnienia powietrza, zaś jego drugie wyjście połączone jest z atmosferą.

Proponowany układ zapewnia efektywność techniczną - wzrost niezawodności w trakcie pracy poprzez wyeliminowanie ryzyka zapychania przez mieszankę torkretującą pneumatycznego kanału, biegnącego od aeratora do wylotu do atmosfery ze stabilizatora ciśnienia powietrza.

Potwierdza to przyczynowo-skutkową zależność pomiędzy zestawem zasadniczych właściwości proponowanego układu, a uzyskiwanym dzięki niemu technicznym i ekonomicznym rezultatem.

Techniczna istota proponowanego rozwiązania wyjaśniana jest przez jej schematyczny obwód pneumatyczny.

Rozwiązanie według wynalazku objaśnione jest w przykładzie, wykonania, w którym fig. 1 przedstawia schemat układu do ceramicznego napawania pieców przemysłowych według wynalazku.

Układ zawiera komorową pompę 1, torkretującą dyszę 2, źródło sprężonego powietrza 3 oraz źródło sprężonego tlenu 4.

Komorowa pompa wyposażona jest w aerator 5 posiadający stabilizator ciśnienia powietrza 6 oraz wtryskiwacz 7 wyposażony w stabilizator ciśnienia powietrza 8 z manometrem 9 i napęd 10 służący do przemieszczania wtryskiwacza. Napęd 10 posiada dwa robocze wgłębienia - tłokowe wgłębienie 12 i trzonowe wgłębienie 13. Jednostka pneumatycznej dystrybucji 11 zawiera czterootworowy, dwupozycyjny zawór rozdzielczy 14 oraz zawory zwrotne 15 i 16. Komora pompy wyposażona jest w manometr 17 i filtr 18.

Źródło sprężonego powietrza 3 posiada manometr 19 i podłączone jest w układzie za pośrednictwem przełącznika 20. W charakterze źródła sprężonego powietrza 3 zastosować można pneumatyczną magistralę lub sprężarkę.

Źródło sprężonego tlenu 4, którego funkcję może pełnić magistrala tlenu lub butla z tlenem, zawiera stabilizator ciśnienia tlenu 21 z manometrem 22 i normalnie zamkniętym przełącznikiem 23, którego wyjście połączone jest z jednym z wejść torkretującej dyszy 2, której drugie wejście połączone jest z wyjściem pompy 1.

Przełącznik 20 zrealizowany jest w postaci czterootworowego, dwupozycyjnego zaworu rozdzielczego, przy czym jedno z wejść przełącznika 20 połączone jest ze źródłem sprężonego powietrza 3 a drugie z wyjściem filtra 18, natomiast jedno z wyjść przełącznika jest połączone z atmosferą, zaś drugie z wejściem stabilizatora ciśnienia powietrza 6 i jednym z wejść zaworu rozdzielczego 14, którego inne wejście połączone jest z atmosferą. Jedno z wyjść zaworu rozdzielczego 14 połączone jest z wgłębieniem 12 napędu 10 oraz wejściem zaworu zwrotnego 15, zaś drugie wyjście zaworu rozdzielczego 14 jest połączone z wgłębieniem 13 napędu 10 oraz z wejściem stabilizatora ciśnienia powietrza 8, którego wyjście jest połączone z manometrem 9 oraz wejściem zaworu zwrotnego 16. Wyjścia zaworów 15, 16 połączone są między sobą oraz z wejściem wtryskiwacza 7.

Układ ten pracuje następująco. Po załadowaniu komory komorowej pompy 1 mieszanką torkretującą, dokonuje się nadmuchania sprężonym powietrzem wtryskiwacza 7, torkretującej dyszy 2 oraz węża służącego do transportu mieszanki od wyjścia pompy do wejścia torkretującej dyszy. W tym celu, za pośrednictwem przełącznika 20 dostarcza się sprężone powietrze do wejść zaworu rozdzielczego 14 oraz stabilizatora ciśnienia powietrza 6, zawór rozdzielczy obracany jest w położenie,

PL 208 656 B1 w którym sprężone powietrze wchodzi do wgłębienia 12 i poprzez zawór zwrotny 15 do wtryskiwacza 7, którego przemieszczenie powoduje odcięcie mieszanki torkretującej od wyjścia pompy 1, i sprężone powietrze, przechodząc przez wtryskiwacz 7, wąż i torkretującą dyszę, uwalniane jest na zewnątrz. Jednocześnie sprężone powietrze przechodzi do komory pompy 1 poprzez stabilizator ciśnienia powietrza 6 i aerator 5, a ciśnienie powietrza w komorze rośnie do wartości określanej przez stabilizator ciśnienia powietrza 6.

Po zakończeniu nadmuchiwania i uzyskaniu koniecznego ciśnienia w komorze pompy 1 układ wprowadzany jest w tryb roboczy. W tym celu wyładowczy wylot torkretującej dyszy kieruje się na żarzący się obszar obmurza pieca lub na źródło otwartego ognia, po czym za pośrednictwem przełącznika 23 do torkretującej dyszy doprowadza się tlen, zaś zawór rozdzielczy 14 wprowadzany jest w położenie, w którym sprężone powietrze wchodzi do wgłębienia 13 a poprzez stabilizator ciśnienia powietrza 8 i zawór zwrotny 16 - do wtryskiwacza 7. W tym samym czasie powietrze wydostaje się z wgłębienia 12 poprzez zawór rozdzielczy 14 do atmosfery. W rezultacie następuje przemieszczenie wtryskiwacza otwarcie wylotu pompy 1 dla mieszanki torkretującej oraz jej transport poprzez wąż do torkretującej dyszy 2, gdzie mieszanka torkretująca zostaje wzbogacona w tlen. Po opuszczeniu torkretującej dyszy paliwo w mieszance ulega zapaleniu, i następuje odtworzenie uszkodzonego obszaru obmurza pieca przez roztopiony ogniotrwały składnik mieszanki.

Po zużyciu porcji mieszanki torkretującej, a przed załadowaniem pompy następną porcją, odcina się dopływ tlenu do torkretującej dyszy za pośrednictwem przełącznika 23, zaś za pośrednictwem przełącznika 20 dopływ sprężonego powietrza do zaworu rozdzielczego 14 i stabilizatora ciśnienia powietrza 6.

Po odłączeniu układu od źródła sprężonego powietrza 3, za pośrednictwem przełącznika 20, sprężone powietrze wyprowadzane jest z komory pompy 1 poprzez filtr 18 i przełącznik 20, co sprawia, iż niemożliwy jest ruch mieszanki z komory w kierunku stabilizatora ciśnienia powietrza 6. Rozwiązanie takie zwiększa niezawodność układu do ceramicznego napawania pieców przemysłowych.

Proponowany układ może być realizowany przemysłowo, co zostało z powodzeniem zrealizowane na Ukrainie, zwłaszcza w trakcie naprawy uszkodzonego ogniotrwałego obmurza pieca metodą ceramicznego napawania w przedsiębiorstwach państwowych „Avdiyivskyy koksohimzavod” i „Donetskyy metalurgitchesky zavod”, jak również w spółce akcyjnej „Volnogorske sklo”.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ do ceramicznego napawania pieców przemysłowych, zawierający komorową pompę (1) połączoną za pośrednictwem przełącznika sprężonego powietrza ze źródłem sprężonego powietrza (3) i wyposażoną w filtr (18) z przełącznikiem do uwalniania powietrza do atmosfery, w aerator (5) zaopatrzony w stabilizator ciśnienia powietrza (6) połączony ze źródłem sprężonego powietrza, a także we wtryskiwacz (7) zaopatrzony w stabilizator ciśnienia powietrza (8) i napęd (10) z pneumatycznym zaworem rozdzielczym (11), torkretującą dyszę (2) połączoną z wyjściem pompy (1) oraz źródłem sprężonego tlenu (4), orurowanie do transportu powietrza, mieszanki torkretującej i tlenu, a także aparaturę kontrolno-pomiarową (9, 17, 19, 22) do monitorowania ciśnienia w stabilizatorze ciśnienia powietrza (8), komorowej pompy (1), źródła sprężonego powietrza (3) i źródła sprężonego tlenu (4), przy czym stabilizator ciśnienia powietrza (8) jest połączony z pneumatycznym zaworem rozdzielczym (11), znamienny tym, że przełącznik sprężonego powietrza i przełącznik do uwalniania powietrza wykonane są w postaci czterootworowego, dwupozycyjnego pneumatycznego zaworu rozdzielczego (20), którego jedno wejście jest połączone ze źródłem sprężonego powietrza (3), zaś jego drugie wejście z wyjściem filtra (18), natomiast jedno jego wyjście połączone jest z pneumatycznym zaworem rozdzielczym (11) oraz wejściem stabilizatora ciśnienia powietrza (6), zaś jego drugie wyjście połączone jest z atmosferą.