BR112015030449B1 - método e dispositivo para substituir automaticamente um bico injetor em uma tampa deslizante de um recipiente metalúrgico - Google Patents
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Abstract
resumo método e dispositivo para substituir automaticamente um bico injetor em uma tampa deslizante de um recipiente metalúrgico a invenção refere-se a um método para substituir automaticamente o bico injetor de uma tampa deslizante (3) com um robô (2) para a manipulação da tampa deslizante com um dispositivo adequado, o bico injetor sendo capaz de ser apertado contra a placa deslizante da tampa deslizante por um anel de suporte que pode ser liberado girando. durante o processo de mudança o anel de suporte é girado, de acordo com a invenção, com um torque definido, por meio do qual o novo bico injetor é apertado com uma força de tensão da mesma forma definida contra a placa deslizante. desta forma é garantida a segurança operacional da tampa deslizante, independentemente de qualquer tolerância e outros desvios. o dispositivo para a implementação do método inclui uma lança de preensão (26) com garras de preensão (29) para manipular o bico injetor e um anel de preensão (12) com batentes (20) para manipular o anel de suporte. o anel de preensão (12) pode ser acionado por um cilindro hidráulico de rotação (14). um cilindro pneumático (31) é utilizado para acionar a lança de preensão (26).
Description
MÉTODO E DISPOSITIVO PARA SUBSTITUIR AUTOMATICAMENTE UM BICO INJETOR EM UMA TAMPA DESLIZANTE DE UM RECIPIENTE METALÚRGICO [001] A invenção refere-se a um dispositivo para substituir automaticamente um bico injetor em uma tampa deslizante de um recipiente metalúrgico numa estação de manutenção com um robô para a manipulação da tampa deslizante com ferramentas apropriadas, o bico injetor sendo mantido contra a placa deslizante da tampa deslizante por um anel de suporte que pode ser liberado girando.
[002] Uma tampa deslizante deste tipo é descrita em mais detalhe, por exemplo, na EP 2 056 983. Ela consiste basicamente de uma placa de fechamento mantida contra uma manga do recipiente e uma placa deslizante que pode ser deslocada em relação a esta última e contra a qual o bico injetor é pressionado por meio do anel de suporte. Os componentes da tampa deslizante acima mencionados são conhecidos por serem peças feitas de materiais refratários que estão sujeitas a um grande grau de desgaste na operação de fundição. Por conseguinte, devem ser monitorizados regularmente e serem substituídos se necessário.
[003] Em fábricas de fundição contínuas modernas a manutenção e reparação de trabalho, ultimamente, têm sido realizadas automaticamente em uma estação de manutenção da fábrica por um robô instalado nesta. De tempo em tempo os recipientes vazios, por exemplo, panelas de aço, são trazidas para a estação de manutenção em conjunto com a tampa deslizante presa aos referidos recipientes, e aqui em particular peças refratárias desgastadas são monitoradas, limpas e, se necessário, substituídas por novas peças de
2/9 reposição .
[004] Este trabalho é realizado por um robô, que está cercado por, entre outras coisas, um conjunto de ferramentas, um estoque de peças de reposição, uma estação de cimentação, um recipiente de resíduos e um ou mais repositórios ou repositórios intermediários com pontos de ligação para a eletricidade, ar comprimido, oxigênio, óleo hidráulico etc. O robô executa automaticamente a manutenção e reparação de trabalho com o auxílio de ferramentas apropriadas que ele seleciona a partir do conjunto de ferramentas, em cada caso individual.
[005] O objetivo subjacente à invenção é conceber um método para substituir automaticamente o bico injetor de tampas deslizantes que garante uma perfeita segurança de funcionamento da tampa deslizante na região do bico injetor depois da mudança.
[006] Este objetivo é alcançado pela invenção na medida em que durante o processo de mudança o anel de suporte é girado com um torque definido, por meio do qual o novo bico injetor é apertado contra a placa deslizante da tampa deslizante com uma força de tensão, que é do mesmo modo definida.
[007] Desta forma, assegura-se que o novo bico injetor é sempre montado de modo a ser operacionalmente seguro quando alterado, independentemente de quaisquer tolerâncias dimensionais e outros fatores variáveis, tais como, por exemplo, o grau de cimentação ou a presença de pequenas impurezas.
[008] A fim de facilitar o trabalho do robô a invenção
3/9 prevê, além disso, de tal modo que ele manipula o bico injetor e o anel de suporte independentemente um do outro durante o processo de mudança. Desta forma, pode carregar os dois componentes separadamente um do outro no interior da estação de manutenção, por exemplo, o anel de suporte sendo posicionado em primeiro lugar, depois o bico injetor desgastado sendo eliminado em um recipiente, e em seguida um novo bico sendo selecionado a partir do estoque de peças de reposição e sendo cimentado em uma estação de cimentação.
[009] O dispositivo para realizar o método é caracterizado pelo fato de ser dotado com meios para a montagem e a remoção do anel de suporte que são constituídos por um anel de preensão com batentes de suporte anelares e um cilindro hidráulico de rotação para girar o anel de preensão. O efeito da rotação do cilindro precisamente controlada é que durante o procedimento de mudança os batentes do anel de preensão podem rodar o anel de suporte com um torque precisamente definido. Assim, o anel de suporte pode ser apertado com uma força de tensão que é do mesmo modo precisamente definida.
[010] De acordo com a invenção, o dispositivo de mudança está também equipado com meios para instalar ou remover o bico injetor sob a forma de uma lança de preensão que pode ser retraída e estendida com garras que podem ser retraídas e estendidas pneumaticamente, hidraulicamente ou eletricamente. Desta forma, por meios estruturalmente simples, ele pode agarrar de forma segura, tanto o velho quanto o novo bico injetor independentemente do seu diâmetro interno preciso.
4/9 [011] Neste contexto é vantajoso, se a lança de preensão for provida de certo número de pacotes de garras dispostas uma atrás da outra e que, separadas umas das outras, podem adotar diferentes diâmetros movendo-se, cada um dos pacotes de garras vantajosamente sendo compostos de três garras de preensão dispostas uniformemente, distribuídas em torno da circunferência.
[012] A seguir, a invenção é descrita mais detalhadamente por meio de um exemplo de concretização com referência aos desenhos. Estes mostram:
[013] A Figura 1 mostra uma instalação de manutenção perspectivamente ilustrada de tampas deslizantes com um dispositivo para substituir automaticamente o bico injetor.
[014] A Figura 2 mostra um detalhe da tampa deslizante de acordo com a Figura 1, mostrada ampliada.
[015] A Figura 3 mostra uma vista explodida do dispositivo de mudança de acordo com a Figura 1.
[016] A Figura 4 mostra o dispositivo de mudança de acordo com a Figura 2, no estado montado.
[017] A Figura 5 mostra um detalhe do dispositivo de mudança de acordo com a Figura 3 e a Figura 4.
[018] A Figura 1 mostra uma parte-região da estação de manutenção de uma fábrica de fundição contínua na qual a manutenção e reparação de tampas deslizantes em panelas de aço ou em recipientes semelhantes são realizadas automaticamente. Depois do esvaziamento, as panelas previamente esvaziadas 1 são movidas para a estação de manutenção onde um robô 2 manipula a tampa deslizante da panela posicionada horizontalmente de acordo com o programa por meio de ferramentas apropriadas. Na posição de
5/9 funcionamento de acordo com a Figura 1 um dispositivo 4 de acordo com a invenção para mudar o bico injetor da tampa deslizante é acoplado ao robô 2.
[019] Como é evidente a partir da Figura 2, a tampa deslizante 3 tem uma unidade deslizante 5, na qual uma placa deslizante não visível e um bico injetor 7 apertado contra a última é inserido. Este bico injetor é fixado de forma segura por um anel de suporte 6 que pode ser retraído e estendido dentro da unidade deslizante 5. De modo a rodar o anel de suporte 6 este tem recessos 8 distribuídos ao redor da circunferência na qual os elementos de preensão do dispositivo de mudança 4 podem acoplar durante o processo de mudança.
[020] O dispositivo de mudança 4 é composto por uma série de componentes movidos um no outro, que no estado montado tornam possível uma estrutura compacta e de economia de espaço e, por outro lado, simplificam a instalação e remoção dos componentes individuais para efeitos de manutenção e de reparação. Estes componentes parcialmente servem como meios 10 para a montagem e a remoção do bico injetor 7 e parcialmente como meios 9 para a montagem e a remoção do anel de suporte. Este último tem um compartimento frontal 11 no qual um anel de preensão 12, uma peça intermediária 13 e um cilindro hidráulico de rotação 14 são montados. O último é flangeado para uma unidade hidráulica 15, que por seu lado está montada numa caixa do lado posterior 16.
[021] O compartimento frontal 11 é fornecido com dois captadores de torque 17 ligados diametralmente um ao outro e que, durante o processo de mudança podem ser apoiados
6/9 contra faixas de suporte laterais 18 da tampa deslizante 3. Um adaptador 19 para a ligação do dispositivo de mudança 4 ao robô 2 do dispositivo de manutenção também está ligado ao compartimento 11.
[022] O dispositivo de mudança é preferencialmente alinhado paralelo ao eixo do robô. Desta forma, qualquer folga entre os captadores de torque 17 e as faixas de suporte laterais 18 pode ser compensada e assim nenhuma força atua no robô devido ao giro do anel de suporte 12.
[023] O anel de preensão 12 possui três batentes de suporte anelares 20 dispostos distribuídos ao redor da circunferência que, durante o processo de mudança podem ser acoplados nos recessos 8 do anel de suporte 6. Para este propósito eles são pré-estressados com molas 21. Por outro lado, o seu grau de liberdade é limitado por apêndices de um anel de retenção 22 em torno deste último e que não pode ser girado em relação ao anel de preensão 12. O cilindro hidráulico de rotação 14 por sua vez serve para girar o anel de preensão 12 na respectiva direção de rotação desejada durante o procedimento de mudança.
[024] O anel de preensão 12 é acoplado ao cilindro de rotação 14 por meio da peça intermédia 13 fixada a este último e que possui três pinos de acionamento 23 também servindo como compensadores de profundidade que são guiados resilientemente em receptores correspondentes 24 do anel de preensão 12. A unidade hidráulica 15 localizada na caixa posterior 16 é utilizada para acionar o cilindro de rotação
14. Os captadores de torque 17 no compartimento frontal 11 por sua vez garantem que o torque gerado pela rotação do cilindro 14 seja totalmente eficaz sobre os batentes de
7/9 suporte anelares 20 do anel de preensão 12.
[025] Servindo como meio 10 para a montagem e a remoção do bico injetor 7 está uma lança de preensão 26 guiada através do cilindro de rotação 14, na qual dois pacotes de garra 27, 28, dispostos um atrás do outro na parte da frente estão montados. Estes últimos são fornecidos respectivamente com três garras de preensão 29 distribuídas ao redor da circunferência e que podem adotar diferentes diâmetros e chegar até ao canal de fundição 30 do bico trocado durante o procedimento de mudança. Uma haste de acionamento deslocável axialmente para abrir ou mover as garras de preensão 29 é montada na lança de preensão 26. Um cilindro pneumático 31 fixado ao cilindro de rotação 14 serve para acionar a haste.
[026] O modo de funcionamento do dispositivo de mudança de acordo com a invenção é como se segue:
[027] O dispositivo de mudança 4 acoplado ao robô 2 irá em primeiro lugar, incluir o anel de suporte 6 no batente de suporte anelar 20, enquanto que a lança de preensão 26 atinge o canal de fundição 30 do bico injetor 7 a ser substituído.
| [028] | Em seguida, | o | anel | de preensão 12 | é | ligado com o |
| cilindro | de rotação | 14 | de | tal modo que | os | batentes 20 |
| deixam os | apêndices | do | ane | l de retenção | 22 | para trás, |
acoplam-se nos recessos 8 do anel de suporte 6 e arrastam ele até que ele seja liberado da sua contra peça na unidade deslizante 5.
[029] Paralelo a isso, os pacotes de garras 27, 28 da lança de preensão 26 são girados para fora mantendo o bico injetor 7 em segurança enquanto o robô 2 se move para trás
8/9 do dispositivo de mudança 4 e deposita o anel de suporte 6 e o antigo bico injetor 7, um após o outro, em um repositório ou um recipiente de resíduos.
[030] Depois disso, o robô 2 limpa o suporte para o novo bico injetor na placa deslizante se o último não tiver sido previamente substituído. Em seguida, ele busca um novo a partir do estoque de peças de reposição com a lança de preensão 26 e leva-o a uma estação de cimentação do dispositivo onde o bico injetor é cimentado com a ajuda de ferramentas apropriadas, este podendo ser implementado pelo robô ou manualmente. Em seguida ele busca com o anel de preensão 12 o anel de suporte 6, que nesse meio tempo foi depositado, e traz ele junto com o novo bico injetor 7 para a posição original com relação à unidade deslizante 5 na qual os batentes de suporte anelares 20 abrangem o anel de suporte 6, enquanto a lança de preensão 26 mantém o novo bico de fundição 7 em segurança em uma posição de instalação na qual seu canal de fundição 30 é nivelado com a da sua placa deslizante oposta. É vantajoso se o anel de preensão for montado de forma resiliente para que quaisquer tolerâncias axiais e diferentes espessuras de cimento possam ser igualadas.
[031] O anel de suporte 6 é agora girado ainda mais com os batentes de suporte anelares 20 do anel de preensão 12, com um torque precisamente definido, o resultado sendo que o novo bico injetor 7 é apertado contra a placa deslizante com uma força de tensão da mesma forma precisamente definida independentemente de quaisquer tolerâncias dimensionais. Os captadores de torque 17 do compartimento 12 asseguram aqui que o anel de preensão 12 transmita
9/9 totalmente o torque gerado pela rotação do cilindro 14 para o anel de suporte 6. Em seguida, os batentes de suporte anelares 20 e a lança de preensão 26 são liberadas outra vez, e o robô 2 é movido de volta para a sua posição de espera.
[032] O dispositivo de mudança de acordo com a invenção é caracterizado por uma estrutura compacta com componentes sólidos, que são fáceis de manter e mesmo durante a operação bruta garantem a segurança operacional do dispositivo de mudança.
[033] Além disso, é uma vantagem do dispositivo de mudança de acordo com a invenção que o robô 2, como descrito acima, manipula o anel de suporte 7 e o bico injetor 8, independentemente um do outro. Isto faz com que seja possível otimizar a sequência de tarefas a serem realizadas, respectivamente, pelo robô.
[034] Em vez de um robô 2, apenas um dispositivo auxiliar, no qual este dispositivo de mudança com este dispositivo auxiliar podem ser manualmente acoplados a tampa deslizante, também poderia ser fornecido como um dispositivo para a manipulação do dispositivo de mudança 4.
Claims (7)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para substituir automaticamente um bico injetor (7) de uma tampa deslizante (3) em um recipiente metalúrgico numa estação de manutenção com um dispositivo para a manipulação da tampa deslizante (3), com ferramentas apropriadas, o bico injetor (7) podendo ser apertado contra uma placa deslizante ou contra uma unidade deslizante (5) da tampa deslizante (3) por um anel de suporte (6) que pode ser liberado por torneamento, caracterizado pelo fato de que durante o processo de mudança o anel de suporte (6) é ligado com um torque definido, por meio do qual o novo bico injetor (7) é apertado contra a placa deslizante ou contra a unidade deslizante (5) com uma força de tensão, que é igualmente definida.
- 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de manipulação está na forma de um robô (2), que manipula o anel de suporte (6) e o bico injetor (7) independentemente um do outro durante o processo de mudança.
- 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que durante o processo de mudança o robô (2) deposita a anel de suporte retirado (6) em um repositório até que seja reconstruído e à disposição do bico injetor (7) e a retirada de um novo bico injetor (7) a partir de um estoque de peças de reposição é realizada automaticamente.
- 4. Dispositivo para a realização do método, conforme descrito na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo possui meios (9) para a montagem e a remoção do anel de suporte (6) que consiste de um anel de preensãoPetição 870190099159, de 03/10/2019, pág. 5/92/2 (12) com batentes de suporte anelares (20) e um cilindro hidráulico de rotação (14) para girar o anel de preensão, e o dispositivo é provido de meios (10) para montagem ou remoção do bico injetor (7) sob a forma de uma lança de preensão (26) que pode ser retraída e estendida, com garras (27, 28) que podem ser retraídas e estendidas pneumaticamente, em que a rotação controlada do cilindro hidráulico (14) causa, durante o procedimento de mudança do anel de suporte (6) com batentes de suporte anelares (20) do anel de pressão (12), o torneamento com um torque definido.
- 5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a lança de preensão (26) é fornecida com um ou uma série de pacotes de garras (27, 28) dispostos um atrás do outro.
- 6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que diferentes diâmetros internos dos bicos injetores (7) podem ser fixados por meio de pacotes de garras (27, 28).
- 7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que cada pacote de garras (27, 28) é composto de três garras de preensão (29), dispostas distribuídas uniformemente em torno da circunferência.
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