ВАКУУМНЫЕ ЗАТВОРЫ

Серийно отечественной промышленностью производятся вакуумные затворы и вентили с условным проходом 25, 50, 80, 160, 260, 380 и 500 мм. Все они выполняются либо с ручным, либо с дистанционным управлением с помощью электромагнитного привода для малых проходов и электромоторного привода — для больших. Эти затворы служат для установки в коммуникациях откачных систем и описаны! в литературе по вакуумной технике.

Здесь приведено описание лишь конструкции специальных затворов, применяемых для перекрытия технологических проемов электрических печей. В печах периодического действия технологические проемы (загрузочные и разгрузочные) обычно перекрываются крышками. В печах методических и полунепрерывного действия загрузка и выгрузка производятся без нарушения вакуума в рабочей камере путем шлюзования загрузки. Шлюзовая камера отделяется от рабочей с помощью вакуумного затвора, перекрываемого во время загрузки шлюзовой камеры и открыgt;- ваемого при передаче загрузки из шлюзовой камеры в рабочую.

Проем шлюзовой камеры, обращенный в сторону цеха, перекрывается с помощью либо крышки, либо такого же вакуумного затвора. На рис. 6 показана шлюзовая камера 3-тонной вакуумной плавильной печи, имеющая два вакуумных затвора с проходом 1 100 x 2 500 мм.

Затворы шлюзовых камер отличаются, как правило, тем, что имеют большие проходные отверстия круглой или прямоугольной формы. Уплотнение таких проемов представляет значительные трудности из-за больших нагрузок, которые испытывают затворы от атмосферного давления, а также из-за больших усилий прижатия, которые приходится создавать для плотного прилегания заслонок к уплотнению, обеспечивающему герметичность.

При достаточно больших проемах усилие на заслонку только для создания первоначального ее прижатия (последующее прижатие обеспечивается атмосферным давлением) составляет несколько тонн. Кроме того, заслонка и вся конструкция затвора должны быть рассчитаны на атмосферное давление, создающее нагрузки на некоторые элементы затвора до нескольких десятков тонн. Поэтому затворы представляют собой весьма массивные механизированные узлы, способные противостоять испытываемым ими нагрузкам. Учитывая возможность излучения на поверхность затвора большого количества тепла от загрузки, затворы выполняют водоохлаждаемыми.

Здесь мы опишем конструкции трех типов затворов: затвора с круглым проходным отверстием диаметром 1 200 мм, разработанного Центральным конструкторским бюро арматуростроения, и двух затворов, разработанных КБ «Электропечь», с проходными отверстиями 700 X 1 000 и 1 000 X 2 500 мм.

Затвор, разработанный ЦКБА (рис. 34), представляет собой герметичную жесткую плоскую коробку с двумя отверстиями диаметром 1 200 мм, соосно расположенными на ее противоположных боковых стенках. Отверстия окаймлены фланцевыми кольцами, служащими для уплотнения затвора с камерами. Затвор крепится к камерам шпильками. Внутри коробки посредством винтового механизма, снабженного электроприводом, перемещается заслонка, состоящая из двух плоских плит, соединенных несколькими шарнирами.

Плиты полые; они охлаждаются водой; одна из плит служит для герметичного перекрытия проема затвора, вторая— опорная.

При включении механизма на запирание затвора заслонка перемещается до упора, после чего благодаря шарнирному соединению опорной и уплотняющей плит она

Рис. 34. Вакуумный затвор с круглым проходом конструкции ЦКБА,

/ — электропривод; 2— вакуумное поворотное уплотнение; 3 — винт; 4—гайка; 5— фланец; 6—запирающая заслонка; 7 —вспомогательная заслонка; 8— шарнирные прижимы; Р —направляющие ролики; 10 —труба подвода охлаждающей воды.

начинает распираться. При этом уплотняющая плита плотно прижимается к резиновой прокладке, заложенной во внутренний паз затвора, и герметично запирает проем.

Вода в заслонку подается через две трубки, присоединенные к плитам заслонки с помощью сильфонов и выве-

денные наружу через резиновые подвижные уплотнения.

Затвор 1 100 X 2 500 мм (рис. 35) представляет собой мощную стальную камеру, состоящую из корпуса и крышки, снабженную двумя фланцами, с помощью которых она крепится к примыкающим к затвору конструкциям. Уплотнение фланцевых соединений достигается резиновыми прокладками в виде круглого шнура диаметром 30 мм, заложенным в паз, имеющий форму ласточкина хвоста. Паз образуется накладками, крепящимися винтами к плоскому фланцу. Во время прижима резина давит на накладки и при недостаточной прочности прижимных винтов может их срезать. Поэтому прижимные винты должны быть тщательно рассчитаны.

Крышка камеры, кроме наружного фланца, имеет внутренний фланец, служащий для уплотнения заслонки затвора. Заслонка плоская полая, сваренная из листовой и швеллерной стали герметичным швом.

Двумя шарнирно укрепленными на боковых стенках тягами заслонка крепится к каретке, перемещающейся по направляющим винтовым механизмом.

Привод механизма установлен снаружи затвора на его корпусе, вал привода пропущен через резиновое уплотнение. При этом заслонка может либо уйти в сторону, освободив проем затвора, либо, наоборот, перекрыть проем.

Для прижима заслонки к резиновому уплотнению фланца, окаймляющему проходное отверстие затвора, последний снабжен 12 гидроцилиндрами, установленными на корпусе затвора. Штоки гидроцилиндров нажимают на промежуточные штыри, проходящие через вакуумные уплотнения внутрь затвора, и создают прижим заслонки, которая охлаждается водой. Вода во внутреннюю полость затвора подается и отводится двумя резиновыми шлангами. Затвор снабжен системой конечных выключателей, обеспечивающих остановку заслонки в крайних положениях и не позволяющих включать механизм перемещения заслонки, когда она поджата к уплотнению.

Применение в качестве уплотнителя резинового шланга взамен резиновой прокладки значительно упростило конструкцию затвора, так как при этом отпала необходимость устройства для создания первоначального прижима заслонки.

Рис. 35. Вакуумный затвор с прямоугольным проходом и гидравлическим прижимом.

1— фланец подсоединения к печи; 2 — фланец подсоединения к шлюзу; 3—корпус; 4—направляющие; 5 — каретка; 6—винт; 7—заслонка; 8—подвеска заслонки; 9 — вакуумное уплотнение; 10—гидроцилиндр; 11 — прокладка, уплотняющая заслонку; 12—электропривод; 13—цепная передача; 14 — конечный выключатель; 15 — ребра жесткости; 16 — подвод охлаждающей заслонку воды; 17 — накладки, образующие паз

под прокладку заслонки.

за или воды в шланг, благодаря чему он, расширяясь по диаметру, плотно прижимается к уплотняемым поверхностям. Поскольку давление внутри шланга доводят до 20 ат для предохранения его от разрыва, паз в уплотняемых плоскостях выполняют таким образом, чтобы шланг зажимался по всему периметру.

Затвор с проходом 700 X 1 000 мм, снабженный уплотняющим резиновым шлангом (рис. 36), состоит из трех основных частей: корпуса, заслонки и электропривода. Корпус выполнен в виде коробки из двух крышек с проложенной между ними стальной рамкой. Крышки и рамка скреплены с помощью шпилек и уплотнены резиновыми прокладками. В крышках сделаны вырезы, образующие проходное отверстие затвора. Одна из крышек по периметру проходного отверстия изнутри имеет выполненную в виде ласточкина хвоста канавку. В нее помещается уплотняющий резиновый шланг, заложенный в свою очередь в стальные планки, внутренняя поверхность которых полностью соответствует конфигурации шланга. С внешней стороны планки имеют скосы, которыми они удерживаются в канавке на крышке.

В теле крышки имеется отверстие, через которое выведен ниппель шланга, подсоединяемый к баллону с газом или нагнетающему насосу.

На корпусе установлены два конечных выключателя, останавливающие заслонку в крайних положениях.

Фланцы примыкающих к затвору конструкций крепятся к его крышкам с помощью шпилек и уплотняются резиновыми прокладками. Конструкция предусматривает водоохлаждение прокладок. Заслонка представляет собой сварную коробчатую конструкцию, выполняемую в двух вариантах: либо с термоизоляцией в виде металлических экранов (рис. 36), либо охлаждаемую водой. Вода подводится к заслонке через резиновые шланги, вводимые в корпус затвора через щель в боковой стенке. Щель герметично закрыта стальной коробкой, в которой помещаются водопроводящие шланги, образуя петлю и следуя за перемещающейся заслонкой.

Шланги оканчиваются выходящими наружу и уплотненными в стенке коробки штуцерами.

По бокам заслонка имеет две пары роликов, обеспечивающие ее центровку при вертикальном перемещении.

По вертикальной оси в заслонку вварена труба, в которую входит винт подъемного механизма- Вверху в за- 94

уплотнением.

слонку вмонтирована гайка, в которой вращается винт, поднимающий и опускающий заслонки.

Электропривод состоит из редуктора и 'Электродвигателя. Крепление привода фланцевое на верхнем торце затвора.

Характеристики затворов технологического назначения, применяемых в КБ «Электропечь», приведены в табл. 8.

Технические характеристики вакуумных затворов

технологического назначения

Таблица 8

• Мощность двигателя механизма передвижения заслонки 1,7 кет. Мощность двигателя маслонапорной установки 2,8 кет.

Создание новых типов вакуумных электропечей требует значительного многообразия вакуумных затворов, никак не исчерпываемого приведенными в таблице данными.