РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ШИХТЫ ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1995 года по МПК C21B7/20 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию, предназначенному для герметизации вращающихся распределителей доменных печей.

Известен распределитель шихты с уплотнением вращающейся воронки распределителя, состоящий из направляющего кольца, герметизирующего кольца и компенсатора [1].

Наличие воронки внутри герметизирующего кольца повышает степень износа контактных поверхностей колец из-за высоких окружных скоростей при значительных диаметрах уплотняющих колец. Кроме того, расположение компенсатора над герметизирующим кольцом снижает надежность уплотнения, так как возможно раскрытие последнего при резких изменениях давления в уплотняемой полости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является распределитель шихты загрузочного устройства доменной печи, содержащий установленную на роликах поворотную воронку с фланцем, стационарный корпус с фланцем, уплотнение фланца воронки с фланцем корпуса, дополнительное кольцо, размещенное между фланцами корпуса и воронки и соединенное с фланцем корпуса посредством равномерно расположенных по окружности пружинных элементов, радиально расположенных цепных звеньев и уплотнительной гофрированной мембраной, а уплотнение между фланцами воронки и корпуса выполнено в виде намотанных на обойму плоской и гофрированной металлических лент, размещенных между фланцами воронки и дополнительным кольцом [2].

Помимо повышенного износа уплотняющих поверхностей, расположенных на значительных расстояниях от оси вращения распределителя при расположении воронки распределителя внутри уплотняемых фланцев, известное устройство не позволяет производить ремонтные работы, связанные с заменой изношенных деталей уплотнения и узлов распределителя на месте без домонтажа загрузочного устройства, осуществляемого при остановке доменной печи, так как это сопровождается разгерметизацией распределителя. Кроме того, выполнение уплотнения в виде обоймы с намотанными на нее лентами не обеспечивает равномерного распределения смазки по поверхности трения, что приводит к их повышенному износу и, следовательно, снижает надежность распределителя.

Целью изобретения является повышение надежности и увеличение производительности доменной печи за счет сокращения ее простоев на ремонтах.

Поставленная цель достигается тем, что распределитель шихты загрузочного устройства доменной печи, содержащий стационарный корпус с фланцем, кольцо с гофрированной мембраной и пружинными элементами, вращающийся элемент с фланцем, закрепленный на приводном валу, уплотнение фланца вращающегося элемента с кольцом, снабжен клапаном, тарель которого жестко закреплена на валу вращающегося элемента, а седло установлено под мембраной и выполнено в виде пустотелого конуса, жестко закрепленного на корпусе, при этом уплотнение фланца вращающегося элемента с кольцом выполнено в виде цельнометаллической перфорированной втулки.

На чертеже изображен вертикальный разрез распределителя шихты.

Распределитель шихты загрузочного устройства доменной печи содержит корпус 1 распределителя, установленный на течке 2 шихтовых материалов, закрепленной на куполе 3 доменной печи. Фланец 4 корпуса 1 соединен пружинами 5 с кольцом 6. Герметизация кольца 6 с подвижным фланцем 7 осуществляется за счет цельнометаллической перфорированной втулки 8. В корпусе кольца 6 выполнены каналы для подвода смазывающей жидкости или газа из трубопровода 9 в перфорированную часть втулки 8. Фланец 7 жестко закреплен на валу 10 вращающегося элемента 11, установленного по оси распределителя шихты. В нижней части корпуса распределителя 1 стационарно установлен пустотелый конус 12, являющийся седлом клапана 13, тарель которого жестко закреплена на валу 10. Герметизация дополнительного кольца 6 относительно фланца 4 осуществлена посредством гофрированной мембраны 14, закрепленной между опорными обечайками пустотелого конуса 12 и дополнительного кольца 6. Внутренняя полость конуса 12 сообщается трубопроводом 15 с напорной магистралью азота (пара).

Распределитель шихты загрузочного устройства доменной печи работает следующим образом.

В нормальном режиме работы перфорированная втулка 8 сжата между фланцем 7 и кольцом 6 пружинами 5. При этом усилие сжатия пружин 5 выбрано так, чтобы удельное давление в контактных парах составляло не менее 0,7 Р, кг/см², где Р - рабочее давление газа в уплотняемой полости. Величина удельного давления равного 0,7 Р, кг/см² соответствует предельному минимальному значению, при котором обеспечивается гарантированная герметизация соединения контактных поверхностей фланца 7, втулки 8 и кольца 6. При возрастании давления в уплотняемой полости до рабочего значения происходит дополнительное сжатие перфорированной втулки 8 между фланцем 7 и кольцом 6 за счет деформации мембраны 14 при пропорционально возрастающем удельном давлении между контактными поверхностями в пределах 0,7-2,8 Р, кг/см², при которых исключено раскрытие уплотнения. При вращении фланца 7 с валом 10 втулка 8 перемещается свободно в окружном и радиальном направлениях под действием сил трения. По трубопроводу 9 к торцовым поверхностям фланца 7, втулки 8 и кольца 6 подается смазка под давлением, на 2-5% превышающим давление в уплотняемой полости. Отверстия перфорации втулки 8, выполненные соосно с ее осью и равномерно расположенные в окружном и радиальном направлениях по сечению втулки 8, распределяют смазку по всей поверхности трения. При подаче по трубопроводу 9 инертного газа (азота), насыщенного парами масла, под давлением возникает эффект газовой "подушки", когда под действием истекающего газа между торцовыми поверхностями кольца 6, втулки 8 и фланца 7 происходит размыкание контактных поверхностей, а втулка 8 находится во взвешенном состоянии между фланцем 7 и кольцом 6, чем обеспечивается бесконтактная герметизация неподвижного кольца 6 и вращающегося фланца 7. Клапан 13 вращается совместно с фланцем 7 и жестко закреплен на валу 10 элемента 11 с зазором относительно конуса 12. Во внутреннюю полость конуса 12, неподвижно установленного на корпусе 1, по трубопроводу 15 подается охлаждающий газ (азот), защищающий элементы распределителя шихты от перегрева при увеличении температуры газа в уплотняемой полости. При этом охлаждающий газ обтекает конус 12 по его внутренней поверхности и выходит в уплотняемую полость через кольцевой зазор а, защищая одновременно элементы уплотнения от пыли, появляющейся в уплотняемой полости при движении шихты по течке 2, установленной на куполе 3. Для обеспечения равномерного истечения газа по всему сечению кольцевого зазора а площадь его поперечного сечения выбирается в пределах 0,6-0,7 площади сечения трубопровода 15. При необходимости проведения ремонтных работ по замене элементов уплотнения вал 10 перемещается совместно с втулкой 7 вдоль оси вращения последнего, сжимая пружины 5, опирающиеся на фланец 4, и деформируя мембрану 14 до соприкосновения контактных поверхностей клапана 13 и конуса 12. При этом клапан 13 отсекает полость А от полости Б, сообщающейся с уплотняемой полостью через зазор а, что обеспечивает герметичность распределителя шихты при разгерметизации соединения кольцо 6 - втулка 8 - фланец 7.

Использование предлагаемого распределителя позволяет в отличие от прототипа повысить надежность распределителя на 15% за счет установки на корпусе распределителя седла клапана в виде пустотелого конуса, обеспечивающего тепловую защиту зону элементов уплотнения как в рабочем, так и ремонтном режимах работы распределителя. Кроме того, выполнение уплотнения в виде перфорированной втулки позволяет совместно с применением клапана и седла в виде пустотелого конуса обеспечить герметичность уплотняемой полости загрузочного устройства при выходе из строя подвижных частей уплотнения и соответственно сохранить технологический режим работы доменной печи без зажигания газа на колошнике, что позволяет увеличить производительность доменной печи на 2,2% за счет сокращения времени ее простоев на ремонтах.

Сущность изобретения: распределитель шихты оснащен клапаном, тарель которого жестко закреплена на валу 10 вращающегося элемента 11, а седло установлено под мембраной 14 и выполнено в виде пустотелого конуса, жестко закрепленного на корпусе 1, при этом уплотнение фланца 7 вращающегося элемента с кольцом 6 выполнено в виде цельнометаллической перфорированной втулки 8. 1 ил.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ШИХТЫ ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий стационарный корпус с фланцем, кольцо с гофрированной мембраной и пружинными элементами, вращающийся элемент с фланцем, закрепленный на приводном валу, уплотнение фланца вращающегося элемента с кольцом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения производительности печи за счет сокращения простоев на ремонтах, он снабжен клапаном, тарель которого жестко закреплена на валу вращающегося элемента, а седло установлено под мембраной и выполнено в виде пустотелого конуса, жестко закрепленного на корпусе, при этом уплотнение фланца вращающегося элемента с кольцом выполнено в виде цельнометаллической перфорированной втулки.