ЗАТВОР С НАДУВНЫМ ПЕРИФЕРИЧЕСКИМ УПЛОТНЕНИЕМ И ЗАПОРНАЯ СИСТЕМА ОКНА МНОГОКАМЕРНОЙ ПЕЧИ, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ ЗАТВОР Российский патент 2013 года по МПК F27B13/02 

Изобретение относится к многокамерным печам, называемым «печами с вращающимся пламенем», для обжига углеродистых блоков, в частности анодов и катодов из углерода, предназначенных для электролизного производства алюминия. В частности, объектом изобретения является затвор для перекрывания окна полой перегородки многокамерной печи, а также запорная система, содержащая по меньшей мере один такой затвор, а предпочтительно - множество затворов для улучшения герметичности так называемой зоны «всасывания пламени» во время работы печи с вращающимся пламенем.

Печи с вращающимся пламенем для обжига анодов описаны, в частности, в следующих документах: US 4859175, WO 91/19147, US 6339729, US 6436335 и СА 2550880, из которых можно получить подробную информацию по этому вопросу. Вместе с тем, можно коротко напомнить их конструкцию и принцип работы со ссылками на прилагаемые фиг.1, 2а и 2b, где на фиг.1 представлена часть такой печи в поперечном разрезе с вырезом внутренней конструкции, вид в перспективе, на фиг.2а - классическая полая перегородка такой печи в продольном разрезе, а на фиг.2b - полая перегородка нового поколения.

Обжиговая печь (РАС) содержит две параллельные шахты, проходящие вдоль продольной оси по длине печи (на фиг.1 показана только одна шахта), каждая из которых содержит корпус 1 с двумя боковыми продольными вертикальными и параллельными стенами на полу печи. Указанные стены и пол покрыты изнутри термоизоляцией 2. Каждая шахта содержит также непрерывный ряд поперечных камер 3, отделенных друг от друга поперечными стенами 4. По своей длине, то есть в поперечном направлении печи, каждая камера 3 состоит из расположенных рядом друг с другом ячеек 5, образованных полыми перегородками 7, открытыми в своей верхней части для обеспечения загрузки предназначенных для обжига углеродистых блоков 6 и выгрузки охлажденных обожженных блоков 6. В ячейки 5укладывают штабелем предназначенные для обжига углеродистые блоки 6. Перегородки 7 камеры 3 продолжают в продольном направлении полые перегородки 7 других камер 3 одного пролета и сообщаются друг с другом через окна 8 в верхней части своей поперечной стенки напротив продольных каналов, выполненных на этом уровне в поперечных стенах 4. Полые перегородки 7 образуют продольные линии перегородок, расположенные параллельно длине печи и предназначенные для циркуляции в них газообразных сред (окисляющий воздух, горючие газы и газообразные продукты горения и дым), что позволяет обеспечивать предварительный нагрев и обжиг углеродистых блоков 6 и их последующее охлаждение.

Полые перегородки 7 дополнительно содержат систему переборок 9 для удлинения и более равномерного распределения пути отвода газов и дымов и ряд поперечных распорок 10, размещенных по всей их поверхности и поддерживающих их тонкие стенки, как показано в разрезе на фиг.2а и 2b. В верхней части полых перегородок 7 имеются также закрываемые отверстия 11, образованные в венце 12 соответствующей камеры 3 печи. Показанные на фиг.2b переборки 9 перегородки 7 нового поколения отличаются от показанных на фиг.2а тем, что они обеспечивают распределение газообразных продуктов горения во всей перегородке, не создавая препятствий для прохождения газов.

Чтобы изолировать перегородки 7 печи на входе в обжиговые зоны для обеспечения полного удаления дымов в направлении вентиляционной установки и предупреждения любого проникновения холодного воздуха, который может привести к снижению теплового КПД и к повреждению оборудования от коррозии по причине образования кислотных соединений, через отверстия 11 вводят затворы для перекрывания окон 8 перегородок 7 камеры 3 печи, для чего приходится снимать с этих отверстий 11 съемные крышки.

Затворы, широко используемые в настоящее время в печах с вращающимся пламенем, содержат неподвижную или вручную раскладываемую пластину, соединенную с приводной штангой, которая позволяет ввести затвор в полую перегородку через отверстие, позиционировать его и удерживать напротив перекрываемого окна 8.

Позиционирование затвора в перегородке 7 состоит в прижатии пластины затвора к газоотводному окну 8. Это позиционирование затвора является сложной операцией, так как небольшое проходное сечение отверстия 11 не обеспечивает достаточной свободы движений. При старении полых перегородок 7 операция прижатия затвора еще более усложняется, а также учащаются случаи проникновения холодного воздуха.

В документах US 6004130, US 6194960 и EP 1012518 описан другой тип затвора, выполненного в виде надувной камеры, соединенной с концом полой штанги. Расширение надувной камеры обеспечивает перекрывание газоотводного окна 8. Основным недостатком этого надувного затвора является то, что он требует соответствующего позиционирования распорок для обеспечения возможности фиксирования надувной камеры. В частности, распорки не должны быть расположены в шахматном порядке, как показано, в частности, на фиг.2а. Кроме того, в печи такого типа, эксплуатируемой в течение многих лет, распорки становятся хрупкими в результате периодического теплового расширения, а дополнительное давление, создаваемое надувной камерой, может еще больше повысить эту хрупкость и значительно сократить срок службы распорок. Кроме того, надувная камера механически не защищена во время операций введения и извлечения затвора через отверстие 11, поэтому возникают существенные риски износа и/или разрыва мембраны или ткани надувной камеры.

Основная задача изобретения состоит в устранении вышеупомянутых недостатков с одновременным обеспечением перекрывания окон, по меньшей мере, с такой же герметичностью, как и при использовании известного затвора с надувной камерой, причем для печей, в которых полые перегородки усилены расположенными в шахматном порядке распорками. Таким образом, задачей изобретения является создание затвора, который лучше известных решает различные практические задачи.

Поставленная задача решена в затворе с надувным уплотнением для окна полой перегородки многокамерной печи, называемой «печью с вращающимся пламенем», который, согласно изобретению, содержит:

- жесткий сердечник по существу вытянутой прямоугольной формы, выполненный с возможностью размещения напротив окна полой перегородки указанной печи для перекрывания основной части сечения прохождения газов через указанное окно, и

- по меньшей мере одну надувную воздушную камеру, убираемую в спущенном состоянии в гнездо сердечника и образующую в накачанном состоянии периферическое уплотнение, выступающее вокруг контура сердечника, который охватывает указанное уплотнение по всей его периферии для дополнительного перекрывания указанного окна.

Таким образом, в накачанном состоянии воздушной камеры основная часть проходного сечения перекрывается сердечником затвора, а полученное накачанное периферическое уплотнение перекрывает остальную часть проходного сечения, образованную периферическим зазором между сердечником и боковыми стенками полой перегородки, основанием окна и верхней стенкой полой перегородки.

Операции манипулирования, в частности этапы введения в перегородку и извлечения затвора через отверстие, облегчаются, так как их осуществляют после сброса давления в воздушной камере, что позволяет также защитить камеру от износа от трения при контакте со стенами и стенками.

В накачанном состоянии периферическое уплотнение, образованное воздушной камерой, дополняет перекрывание окна, обеспечивая отличную герметичность независимо от неровности перегородок.

В первом варианте осуществления изобретения гнездо, образованное в сердечнике для размещения воздушной камеры, может быть выполнено в виде периферического паза, образованного в контуре сердечника, в который убирают воздушную камеру, выполненную в виде надувного валика, выступающего в накачанном состоянии за пределы указанного паза, образуя герметичное периферическое уплотнение.

В более простом и экономичном варианте осуществления изобретения сердечник затвора содержит две жесткие металлические пластины, имеющие по существу одинаковую форму в плане, предпочтительно в виде вытянутого прямоугольника со скошенными углами, жестко закрепленные напротив и на расстоянии друг от друга при помощи распорок и ограничивающие между собой гнездо, в которое заходит надувная воздушная камера и которое открыто по периферии между двумя пластинами для обеспечения образования периферического уплотнения в накачанном состоянии указанной воздушной камеры.

В этом варианте осуществления изобретения обе пластины сердечника предпочтительно скреплены путем разъемного соединения, чтобы в случае необходимости можно было заменить поврежденную воздушную камеру.

Для изготовления воздушной камеры используют по существу воздухонепроницаемый материал, обладающий стойкостью по отношению к высоким температурам и к коррозийным свойствам выходных газов и дымов и предпочтительно обладающий способностью к упругой деформации, например эластомерный материал, листовой полиуретан или силиконовый каучук, и/или мягкий, такой как ткань из NYLON® или из ПТФЭ.

Для обеспечения защиты воздушной камеры затвор предпочтительно оборудуют устройством убирания воздушной камеры в спущенном состоянии в сердечник.

В первом варианте осуществления изобретения устройство убирания может содержать по меньшей мере одно упругодеформируемое возвратное средство, такое как по меньшей мере один упругий шнур внутри воздушной камеры или по меньшей мере один упругий ремень снаружи воздушной камеры, который растягивается при накачивании воздушной камеры и который упруго сокращается, возвращаясь в свое исходное состояние при сбросе давления в воздушной камере, убирая указанную воздушную камеру в сердечник.

В другом варианте осуществления изобретения устройство убирания может содержать механизм убирания при помощи пантографа, расположенный внутри воздушной камеры таким образом, чтобы ее накачивание приводило к раздвиганию двух боковых стенок, соединенных друг с другом при помощи по меньшей мере одного пантографа, и к раскладыванию пантографа или пантографов со сжатием по меньшей мере одной возвратной пружины, разжимание которой при сбросе давления в воздушной камере приводит к складыванию пантографа или пантографов и к убиранию воздушной камеры в гнездо сердечника.

Предпочтительно затвор в соответствии с настоящим изобретением снабжен приводной штангой, неподвижно соединенной с сердечником нижней концевой частью, предпочтительно слегка изогнутой по отношению к верхней концевой части штанги, которую оборудуют направляющей и фиксирующей планками для облегчения позиционирования затвора в полой перегородке и фиксирования затвора на указанной печи.

В этом случае предпочтительно приводная штанга является, по меньшей мере частично, трубчатой и оборудована на конце трубчатой части быстроразъемным патрубком для соединения с системой накачивания/сброса давления от источника сжатого воздуха, при этом другой конец трубчатой части штанги закреплен во внутреннем пространстве воздушной камеры.

Кроме того, предпочтительно затвор снабжен устройством визуального контроля давления в воздушной камере, и если приводная штанга выполнена по меньшей мере частично трубчатой, это устройство визуального контроля предпочтительно представляет собой установленный на штанге манометр.

Предпочтительно во всех вариантах осуществления изобретения сердечник затвора выполнен с возможностью прижатия затвора к основанию соответствующего окна и/или его фиксации между указанным основанием окна и внутренней распоркой соответствующей перегородки.

Поставленная задача решена также в запорной системе, предназначенной для перекрывания по меньшей мере одного окна полой перегородки печи с вращающимся пламенем, которая согласно изобретению содержит по меньшей мере один описанный выше затвор и систему накачивания/сброса давления в воздушной камере, содержащую патрубок, предпочтительно быстроразъемный и самозакрывающийся, для соединения с источником сжатого воздуха, связанный с регулятором давления, который, в свою очередь, соединен с вентилем выбора накачивания или сброса давления, соединенным с одной стороны с воздушной камерой указанного по меньшей мере одного затвора для ее накачивания посредством предохранительного клапана или индивидуального крана ручного управления накачиванием или сбросом давления воздушной камеры, а с другой стороны - с разгрузочной трубкой Вентури, соединенной с указанной воздушной камерой через индивидуальный привод и клапан, управляемый указанным вентилем выбора для селективного управления изоляцией трубки Вентури, когда камера находится в накачанном состоянии, и подачей сжатого воздуха в трубку Вентури для обеспечения сброса давления в воздушной камере за счет всасывания.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения для перекрывания окон полых перегородок одной камеры указанной печи запорная система в соответствии с настоящим изобретением содержит описанный выше затвор в соответствии с настоящим изобретением для каждой из полых перегородок указанной камеры печи, соответственно, при этом затворы подсоединены параллельно к вентилю выбора накачивания/сброса давления и к разгрузочной трубке Вентури системы накачивания/сброса давления, общей для воздушных камер затворов.

В этом случае для облегчения операций продвижения пламени затворы предпочтительно размещены на общем запорном мостике, расположенном над указанной камерой печи и оборудованном соответствующим держателем для удержания каждого затвора в положении выхода из соответствующей полой перегородки и соединения с магистралью сжатого воздуха и/или с по меньшей мере одним компрессором для питания системы накачивания/сброса давления.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего описания неограничивающих примеров его осуществления со ссылками на чертежи.

На фиг.1 схематично показана часть шахты печи с вращающимся пламенем, вид в перспективе в поперечном разрезе и с частичным вырезом;

на фиг.2а и 2b показаны два варианта выполнения полых перегородок в печи, показанной на фиг.1, вид в продольном разрезе;

на фиг.3a и 3b схематично показана часть устанавливаемого перед перекрываемым окном затвора в соответствии с настоящим изобретением в спущенном и в накачанном состояниях периферического уплотнения, соответственно;

на фиг.3c показан пример выполнения сердечника и воздушной камеры затвора в соответствии с настоящим изобретением, вид с пространственным разделением деталей;

на фиг.4 схематично показана пневматическая система накачивания/сброса давления в воздушной камере затвора в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.5 схематично показана запорная система, содержащая столько же затворов, сколько перегородок содержит камера печи, в которой воздушные камеры накачивают и спускают при помощи общей системы накачивания/сброса давления, работающей на сжатом воздухе;

на фиг.6а и 6b схематично показаны два устройства убирания с упругодеформируемыми возвратными средствами, предназначенные для убирания воздушной камеры в спущенном состоянии в сердечник;

на фиг.6c и 6d показано устройство убирания воздушной камеры, содержащее механизм с пантографом в разложенном и сложенном положениях, соответственно.

Как показано на фиг.3a и 3b, затвор 13 в соответствии с настоящим изобретением содержит центральный сердечник 14, жесткий и достаточно жаростойкий, чтобы противостоять температуре газов и дымов, циркулирующих в полых перегородках 7 и проходящих через окна 8. Этот жесткий сердечник 14 выполнен, например, из металлического материала и имеет по существу вытянутую прямоугольную форму в плане, так что его можно расположить напротив окна 8 полой перегородки 7 печи и перекрыть тем самым основную часть сечения прохождения газов через это окно 8. Затвор 13 содержит также надувную воздушную камеру 15, показанную на фиг.3b, причем затвор 13 показан с воздушной камерой 15 в накачанном состоянии, в котором эта воздушная камера 15 образует периферическое пневматическое герметичное уплотнение 16, окружающее центральный жесткий сердечник 14 по всей его периферии, тогда как в спущенном состоянии, показанном на фиг.3a, воздушная камера 15 не видна, так как убрана внутрь гнезда, выполненного в центральном сердечнике 14.

Таким образом, в накачанном состоянии воздушной камеры 15 периферическое пневматическое уплотнение 16, образованное по контуру центрального сердечника 14, дополняет перекрывание сечения прохождения газов через окно 8, которое в основном обеспечивает центральный сердечник 14, как показано на фиг.3a. Показанное на фиг.3b окно 8 полностью и герметично закрыто за счет того, что пневматическое периферическое уплотнение 16 закрывает зазор между контуром центрального сердечника 14 и окружающими стенами и стенками полой перегородки.

На практике, как показано на фиг.3c, жесткий сердечник 14 выполняют из двух металлических пластин 17а и 17b такой же вытянутой прямоугольной формы со скошенными или закругленными вершинами, которые скрепляют напротив и на расстоянии друг от друга при помощи трех трубчатых распорок 18, на концах которых пластины 17а и 17b крепят при помощи винтов 18а, проходящих через шайбы 18b, прижатые к наружным сторонам пластин 17а и 17b, и через отверстия, выполненные в этих пластинах для завинчивания в противоположные резьбовые концы трубчатых распорок 18. Воздушная камера 15 представляет собой надувную подушку, которая занимает объем 19 между двумя пластинами 17а и 17b, в котором эта воздушная камера 15 окружает распорки 18, каждая из которых проходит через герметичный канал 20 соответствующей формы, выполненный в воздушной камере 15. Воздушная камера 15 показана на фиг.3c в накачанном состоянии, и ее периферия образует периферическое пневматическое уплотнение 16, выступающее за пределы гнезда 19 между пластинами 17а и 17b по всему периметру этих пластин. Таким образом, обе пластины 17а и 17b сердечника 14 затвора 13 с надувной воздушной камерой 15 скреплены друг с другом при помощи разъемного соединения, поэтому в случае повреждения воздушной камеры 15 ее можно легко заменить после вывинчивания винтов 18а. В собранном состоянии затвора 13 надувная воздушная камера 15 удерживается распорками 18 в гнезде 19 как в накачанном, так и в спущенном состоянии.

В положении использования затвора 13 (см. фиг.3b), поскольку накачанная воздушная камера 15 подвергается, по меньшей мере на уровне пневматического периферического уплотнения 16, воздействию газов и дымов, которые являются относительно горячими, воздушную камеру 15 необходимо выполнять из материала, который не только является по существу непроницаемым для газа накачивания, обычно сжатого воздуха, но также по существу стойким к температурам и к коррозийным свойствам указанных газообразных продуктов горения и дымов на уровне полых перегородок 7 камеры 3, окна 8 которой необходимо перекрывать. Для этого можно использовать упругодеформируемую мембрану, выполненную, например, из эластомерного материала или из листового полиуретана, или из силиконового каучука, или же мягкую мембрану, например, текстильную структуру, такую как ткань из NYLON® или из ПТФЭ (политетрафторэтилен), или из NOMEX®, или же мембрану из композитных материалов, содержащую полиуретановую или силиконовую матрицу, усиленную текстильной арматурой, например, из ткани или нетканого материала NYLON® или ПТФЭ. Может также использоваться лист мягкой текстильной структуры с нанесенным на нее покрытием из NOMEX®, NYLON® или ПТФЭ.

Затвор 13 содержит также приводную штангу 21, нижняя концевая часть 21а которой неподвижно соединена с жестким сердечником 14 затвора 13 таким образом, что оператор может манипулировать противоположной верхней концевой частью 21b этой штанги 21 для пропускания сердечника 14 и спущенной воздушной камеры 15 через отверстие 11 в непосредственной близости от перекрываемого окна 8 при введении затвора 13 в соответствующую полую перегородку 7 или при извлечении затвора 13 из этой перегородки 7, а также манипулировать затвором 13 в перегородке 7 и позиционировать его соответствующим образом напротив окна 8. При этом воздушная камера 15 по-прежнему остается спущенной и свернутой или убранной в гнездо 19 между двумя пластинами 17а и 17b сердечника 14 не только для облегчения этих операций манипулирования при введении, извлечении или позиционировании затвора 13, но также для защиты спущенной воздушной камеры 15 от износа при трении и от разрывов при контакте со стенами, стенками, распорками 10 и отверстиями 11.

Для облегчения этих манипуляций штанга 21 выполнена слегка изогнутой между ее нижней 21а и верхней 21b концевыми частями, что облегчает позиционирование сердечника 14, имеющего наклон и находящегося напротив окна 8 (см. фиг.3a). При этом конструкция сердечника 14 с его двумя отстоящими друг от друга пластинами 17а и 17b способствует обеспечению опоры и хорошего прижатия нижнего конца затвора 13 в положении использования за счет перекрывания кромкой основания 8а окна 8, когда сердечник 8 располагается между этим основанием 8а окна 8, распорками 8b, которые делят это окно 8 на несколько каналов, с одной стороны, и внутренней распоркой 10 соответствующей полой перегородки 7 с другой стороны.

Кроме того, верхняя концевая часть 21b штанги, которая по-прежнему выступает за пределы отверстия 11, когда затвор 13 находится в нормальном положении использования, оборудована направляющей и фиксирующей планкой 22, облегчающей позиционирование затвора 13 оператором в полой перегородке 7, в частности, при небольших поворотах вокруг оси прямолинейной верхней концевой части 21b штанги и облегчающей также фиксирование затвора 13 в положении использования в печи, как показано на фиг.3a и 3b, за счет опоры планки 22 на венец 12.

В положении полного перекрывания окна 8 (фиг.3b) после накачивания воздушной камеры 15 и формирования пневматического периферического уплотнения 16 обеспечивается полная герметичность независимо от неровностей стенок перегородки 7. Учитывая предварительное прижатие затвора 13 к основанию 8а окна 8 жестким сердечником 14, давление накачивания воздушной камеры 15 действует только на боковые стенки основания 8а окна 8, а также на нижнюю сторону венца 12. Таким образом, распорки 10 полой перегородки 7 и распорки 8b окон 8 не подвержены нагрузкам, и повышение их хрупкости может происходить только от тепловых напряжений, следовательно, срок их службы увеличивается.

Накачивание и сброс давления в воздушной камере 15 производят при помощи приводной штанги 21, которая является трубчатой по всей своей длине и соединена с внутренним пространством воздушной камеры 15 через герметичное соединение, соединяющее нижний конец штанги 21 с воздушной камерой 15, тогда как верхний конец этой штанги 21 оборудован быстроразъемным самозакрывающимся патрубком 23 для выборочного соединения воздушной камеры 15 затвора 13 с источником сжатого воздуха для накачивания и с атмосферой для сброса давления.

Как показано на фиг.4, быстроразъемный патрубок 23 позволяет соединять источник 24 сжатого воздуха с системой 25 накачивания/сброса давления воздушной камеры 15 затвора 13, показанного на фиг.3a-3c, образуя запорную систему для окна 8 полой перегородки 7, в которой систему 25 накачивания/сброса давления можно интегрировать в затвор 13, который удерживается напрямую через его приводную штангу 21 и/или через его направляющую и фиксирующую планку 22.

С целью упрощения чертежа на фиг.4 сердечник 14, штанга 21 и планка 22 затвора 13 не показаны, и собственно затвор 13 представлен только своей надувной воздушной камерой 15, соединенной с вышеуказанной системой накачивания/сброса давления, описание которой следует ниже.

Быстроразъемный патрубок 23 соединяет источник 24 сжатого воздуха с фильтром 26, за которым следует регулятор 27 давления, управляемый давлением подачи, который, в свою очередь, соединен с первым из трех каналов вентиля 28 с двумя положениями выбора конфигураций накачивания и сброса давления воздушной камеры 15. Этот вентиль 28 содержит управляемый вручную рычаг 29, управление которым позволяет выбирать конфигурации накачивания и сброса давления. В конфигурации накачивания пневматический вентиль 28 соединен через второй канал с предохранительным клапаном 30, тоже управляемым входным давлением и, в свою очередь, соединенным с вентилем или краном 31 ручного управления накачиванием или сбросом давления воздушной камеры 15, давление накачивания которой показывает манометр 32, которым оборудован затвор 13 и который, например, установлен на штанге 21 в качестве устройства или индикатора для визуального контроля над давлением накачивания в воздушной камере 15.

Параллельно этот второй канал вентиля 28 выбора соединен также с всасывающим патрубком разгрузочной трубки 33 Вентури через клапан 34, управляемый вентилем 28 выбора таким образом, чтобы закрываться, когда вентиль 28 находится в конфигурации накачивания, и открываться, когда вентиль 28 находится в конфигурации сброса давления.

Наконец, третий канал вентиля 28 выбора соединен с разгрузочной трубкой 33 Вентури таким образом, чтобы в конфигурации вентиля 28 выбора на сброс давления этот вентиль обеспечивал питание разгрузочной трубки 33 Вентури сжатым воздухом, создавая разгрузочное разрежение во всасывающем патрубке и в трубопроводе, подходящем от управляемого клапана 34, предохранительного клапана 30, ручного привода 31 и воздушной камеры 15. Понятно, что после выбора конфигурации накачивания или сброса давления на уровне вентиля 28 выбора оператор управляет приводом 31 вручную, чтобы накачать воздушную камеру 15 сжатым воздухом или стравить в ней давление за счет разрежения, создаваемого в трубке 33 Вентури, в которое сжатый воздух подается в этом случае через вентиль 28 выбора.

Поскольку необходимо перекрывать окно 8 в каждой из полых перегородок 7 одной камеры 3 печи, предпочтительный вариант выполнения запорной системы, показанный на фиг.5, объединяет n затворов 13_а, 13_b, …, 13_n-1 и 13_n, каждый из которых предназначен для перекрывания окна 8, соответственно, одной из n полых перегородок 7_a, 7_b, …, 7_n-1 и 7_n соответствующей камеры 3. Эти n затворов, каждый из которых идентичен описанному выше и показанному на фиг.3a-3c затвору 13, установлены на общем запорном мостике, механическая конструкция которого схематично показана позицией 35 на фиг.5 и проходит над этой камерой 3 печи, то есть поперечно над полыми перегородками 7_a-7_n. На этом запорном мостике 35 надувные воздушные камеры 15 затворов 13_a-13_n и соответствующие ручные индивидуальные приводы 31_a-31_n накачивания или сброса давления подсоединены параллельно через предохранительный клапан 30 с одной стороны к вентилю 28 выбора с ручным рычагом 29, а с другой стороны - к разгрузочной трубке 33 Вентури системы 25 накачивания/сброса давления. Система 25 накачивания/сброса давления является общей для всех воздушных камер 15 затворов 13_a-13_n и является общей системой пневматического управления, установленной на мостике 35, который дополнительно оборудован соответствующим держателем (не показан) для удержания каждого затвора 13_a-13_n, когда этот затвор извлечен из соответствующей полой перегородки 7_a-7_n, для облегчения перемещений затворного мостика 35 со всеми затворами 13_a-13_n и их общей системой 25 управления накачиванием/сбросом давления, питаемой от магистрали сжатого воздуха через соединение, такое как 23, или, по меньшей мере, от одного воздушного компрессора, установленного на запорном мостике 35 для обеспечения основного или аварийного питания системы 25 сжатым воздухом.

В установке, показанной на фиг.5, общее или индивидуальное управление накачиванием или сбросом давления всех затворов 13_a-13_n или только одного или нескольких из них обеспечивается приведением в действие соответствующего или соответствующих индивидуальных ручных приводов 31_a-31_n, что позволяет облегчить операции продвижения пламени, сохраняя при этом возможность спустить поврежденную воздушную камеру 15 одного или нескольких затворов 13 той же камеры 3, чтобы незамедлительно приступить к замене любой неисправной воздушной камеры.

Кроме того, чтобы при сбросе давления в воздушной камере 15 обеспечить полное убирание этой воздушной камеры в гнездо 19 в жестком сердечнике 14 соответствующего затвора 13, воздушную камеру 15 оборудуют устройством убирания, два примера выполнения которого, содержащие упругодеформируемые возвратные средства, схематично показаны на фиг.6а и 6b.

Показанное на фиг.6а устройство убирания содержит, например, пять упругих шнуров 36, каждый из которых представляет собой упругое кольцо, приклеенное к внутренней стороне воздушной камеры 15. Эти кольца 36 растягиваются за счет упругой деформации при накачивании воздушной камеры 15 между двумя пластинами 17а и 17b, a при сбросе давления в воздушной камере 15 шнуры 36 упруго сокращаются, возвращаясь в свое исходное состояние, и способствуют сокращению воздушной камеры 15, которая вследствие этого полностью убирается внутрь гнезда 19 между двумя пластинами 17а и 17b. Понятно, что упругое сокращение шнуров 36 помогает разгрузочной трубке Вентури 33 при сбросе давления.

Показанное на фиг.6b устройство убирания воздушной камеры 15 в качестве упругодеформирующихся возвратных средств содержит набор наружных упругих ремней 37, опоясывающих воздушную камеру 15, сжимая ее во время сброса давления, после их растягивания за счет упругой деформации во время накачивания этой воздушной камеры 15.

В дополнение к таким упругодеформирующимся возвратным средствам или вместо них устройство убирания может содержать механизм складывания при помощи пантографа, показанный на фиг.6 с в разложенном положении, когда воздушная камера 15 накачана, и на фиг.6d в сложенном положении, сжимая воздушную камеру 15 между пластинами 17а и 17b сердечника 14. Этот механизм содержит, например, две боковые стенки 38а и 38b, жесткие, параллельные и отстоящие друг от друга, закрепленные на внутренних бортах воздушной камеры 15 и соединенные между собой пантографом 39 со сдвоенными рычагами и с одинарным рычагом 40, при этом ветви пантографа 39 и рычага 40 шарнирно установлены с возможностью поворота вокруг осей, параллельных друг другу и плоскости боковых стенок 38а и 38b и перпендикулярных к центральной оси 41 механизма, который, в свою очередь, неподвижно соединен с пластинами 17а и 17b, на котором ветви пантографа 39 и рычага 40 тоже установлены с возможностью поворота и вокруг которого установлены винтовые пружины 42, сжимаемые на упорах 43 за счет осевого перемещения центральной оси 41, когда обе боковые стенки 38а и 38b отходят друг от друга при накачивании воздушной камеры 15 за счет раскрывания рычага 40 и сдвоенных рычагов, образующих пантограф 39. При сбросе давления в воздушной камере 15 разжимание пружин 42, сжатых перед этим в результате накачивания, приводит к складыванию пантографа 39 и рычага 40, что заставляет обе боковые стенки 38а и 38b сблизиться, и воздушная камера 15 убирается в свое гнездо 19 в сердечнике 14. Механизм складывания внутренних бортов воздушной камеры можно дополнить механизмом складывания нижних и верхних бортов 38с и 38d, представляющий собой возвратный шток 44, соединенный с возвратной пружиной 45, сжимаемой на упоре 46, который, в свою очередь, неподвижно соединен с одной из пластин 17а или 17b затвора.

Разумеется, можно использовать и другие варианты выполнения устройства сокращения или убирания воздушной камеры в спущенном состоянии в гнездо сердечника, и на установке, показанной на фиг.5, предпочтительно можно заменить каждый индивидуальный ручной привод 31_a-31_n индивидуальным пультом дистанционного управления накачиванием или сбросом давления, чтобы дистанционно управлять операциями одновременного или индивидуального накачивания и сброса давления в воздушных камерах 15. Как вариант, сброс давления в воздушной камере 15 может обеспечиваться только возвратными средствами без участия разгрузочной трубки Вентури.

Изобретение относится к многокамерным печам с вращением пламени для обжига углеродистых блоков, в частности к затвору с надувным уплотнением для окна полой перегородки многокамерной печи. Затвор содержит жесткий сердечник по существу удлиненной прямоугольной формы, предназначенный для размещения напротив окна полой перегородки печи, и по меньшей мере одну надувную воздушную камеру, втягиваемую в спущенном состоянии в гнездо сердечника и образующую в накачанном состоянии периферическое уплотнение, выступающее вокруг контура сердечника. Уплотнение охватывает сердечник по всей его периферии для завершения перекрывания указанного окна. Раскрыта запорная система для перекрывания по меньшей мере одного окна полой перегородки многокамерной печи с вращением пламени, содержащая по меньшей мере один упомянутый затвор. Обеспечивается повышение герметизации основной части сечения окна, повышение теплового кпд и срока службы затворов. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Затвор (13) с надувным уплотнением (16) для окна (8) полой перегородки (7) многокамерной печи (3) с вращением пламени, содержащий жесткий сердечник (14) по существу вытянутой прямоугольной формы, выполненный с возможностью размещения напротив окна (8) полой перегородки (7) указанной печи для перекрывания основной части сечения для пропуска газов через указанное окно, и по меньшей мере одну надувную воздушную камеру (15), выполненную с возможностью в спущенном состоянии полного вхождения в гнездо (19) сердечника (14) и образования в накачанном состоянии периферического уплотнения (16), выступающего по контуру сердечника (14), охватывающего указанное уплотнение (16) по всей его периферии для дополнительного перекрывания указанного окна (8).

2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что гнездо (19) выполнено в виде периферического паза по контуру сердечника (14), в который заходит воздушная камера (15), выполненная в виде надувного валика, выступающего в накачанном состоянии за пределы указанного паза с образованием герметичного периферического уплотнения (16).

3. Затвор по п.1, отличающийся тем, что сердечник (14) содержит две жесткие металлические пластины (17а, 17b) по существу одинаковой формы в плане, жестко соединенные напротив и на расстоянии друг от друга посредством распорок (18) и ограничивающие между собой гнездо (19), в которое заходит надувная воздушная камера (15) и которое открывается по периферии между двумя пластинами (17а, 17b) для обеспечения образования периферического уплотнения (16) в накачанном состоянии указанной воздушной камеры (15).

4. Затвор по п.3, отличающийся тем, что обе пластины (17а, 17b) сердечника (14) скреплены между собой посредством разъемного соединения для обеспечения возможности замены поврежденной воздушной камеры (15).

5. Затвор (13) по п.1, отличающийся тем, что воздушная камера (15) выполнена, по существу, из воздухонепроницаемого материала, обладающего стойкостью к высоким температурам и к коррозийным свойствам выходящих газов и дымов и являющегося упругодеформируемым, такого как эластомерный материал, листовой полиуретан или силиконовый каучук, и/или такого как мягкий материал в виде ткани из NYLON® или из ПТФЭ.

6. Затвор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он снабжен устройством (36, 37) втягивания воздушной камеры (15) в спущенном состоянии в сердечник (14).

7. Затвор по п.6, отличающийся тем, что устройство втягивания содержит по меньшей мере одно упругодеформируемое возвратное средство (36, 37), такое как по меньшей мере один упругий шнур (36) внутри воздушной камеры (15) или по меньшей мере один упругий ремень (37) снаружи воздушной камеры (15), который растягивается при накачивании воздушной камеры и упруго сокращается при возвращении в свое исходное состояние при сбросе давления в воздушной камере (15) с втягиванием указанной воздушной камеры (15) в сердечник (14).

8. Затвор по п.6, отличающийся тем, что устройство втягивания содержит механизм складывания при помощи пантографа (39), расположенный внутри воздушной камеры (15) таким образом, чтобы ее накачивание приводило к раздвиганию двух соединенных друг с другом боковых стенок (38а, 38b) по меньшей мере одним пантографом (39), и к раскладыванию пантографа или пантографов (39) со сжатием по меньшей мере одной возвратной пружины (42), разжимание которой при сбросе давления в воздушной камере (15) приводит к складыванию пантографа или пантографов (39) и к втягиванию воздушной камеры (15) в ее гнездо (19) в сердечнике (14).

9. Затвор (13) по любому из пп.1-5, 7, 8, отличающийся тем, что он снабжен приводной штангой (21), неподвижно соединенной с сердечником (14) своей нижней концевой частью (21а) штанги, предпочтительно, слегка изогнутой по отношению к верхней концевой части (21b) штанги, которая снабжена направляющей и фиксирующей планкой (22) для облегчения позиционирования затвора (13) в полой перегородке (7) и фиксирования затвора (13) на указанной печи.

10. Затвор (13) по п.6, отличающийся тем, что снабжен приводной штангой (21), неподвижно соединенной с сердечником (14) своей нижней концевой частью (21а) штанги, предпочтительно, слегка изогнутой по отношению к верхней концевой части (21b) штанги, которая снабжена направляющей и фиксирующей планкой (22) для облегчения позиционирования затвора (13) в полой перегородке (7) и фиксирования затвора (13) на указанной печи.

11. Затвор по п.9, отличающийся тем, что приводная штанга (21) является, по меньшей мере, частично трубчатой и имеет на конце трубчатой части быстроразъемный патрубок (23) для соединения с системой (25) накачивания/сброса давления от источника (24) сжатого воздуха, при этом другой конец трубчатой части штанги (21) закреплен во внутреннем пространстве воздушной камеры (15).

12. Затвор по п.10, отличающийся тем, что приводная штанга (21) является, по меньшей мере, частично трубчатой и имеет на конце трубчатой части быстроразъемный патрубок (23) для соединения с системой (25) накачивания/сброса давления от источника (24) сжатого воздуха, при этом другой конец трубчатой части штанги (21) закреплен во внутреннем пространстве воздушной камеры (15).

13. Затвор по п.9, отличающийся тем, что он снабжен устройством визуального контроля давления в воздушной камере (15), например, установленным на штанге (21) манометром (32).

14. Затвор по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что он снабжен устройством визуального контроля давления в воздушной камере (15), например, установленным на штанге (21) манометром (32).

15. Затвор по любому из пп.1-5, 7, 8, 10-13, отличающийся тем, что жесткий сердечник (14) выполнен с возможностью установки затвора (13) на основании (8а) соответствующего окна (8) и/или между указанным основанием (8а) окна (8) и внутренней распоркой (10) соответствующей перегородки (7).

16. Затвор по п.6, отличающийся тем, что жесткий сердечник (14) выполнен с возможностью установки затвора (13) на основании (8а) соответствующего окна (8) и/или между указанным основанием (8а) окна (8) и внутренней распоркой (10) соответствующей перегородки (7).

17. Затвор по п.9, отличающийся тем, что жесткий сердечник (14) выполнен с возможностью установки затвора (13) на основании (8а) соответствующего окна (8) и/или между указанным основанием (8а) окна (8) и внутренней распоркой (10) соответствующей перегородки (7).

18. Затвор по п.14, отличающийся тем, что жесткий сердечник (14) выполнен с возможностью установки затвора (13) на основании (8а) соответствующего окна (8) и/или между указанным основанием (8а) окна (8) и внутренней распоркой (10) соответствующей перегородки (7).

19. Запорная система для перекрывания по меньшей мере одного окна (8) полой перегородки (7) многокамерной печи (3) с вращением пламени, содержащая по меньшей мере один затвор (13) по любому из пп.1-18 и систему (25) накачивания/сброса давления в воздушной камере (15), содержащую патрубок (23), предпочтительно быстроразъемный и самозакрывающийся, для соединения с источником (24) сжатого воздуха, соединенный с регулятором (27) давления, который соединен с вентилем (28) выбора накачивания/сброса давления, соединенным с одной стороны с воздушной камерой (15) указанного по меньшей мере одного затвора (13) для ее накачивания посредством предохранительного клапана (30) или индивидуального крана (31) ручного управления накачиванием или сбросом давления в воздушной камере (15), а с другой стороны - с разгрузочной трубкой Вентури (33), соединенной с указанной воздушной камерой (15) через индивидуальный привод (31) и клапан (34), управляемый указанным вентилем (28) выбора для выборочного управления отключением трубки Вентури (33), когда камера (15) находится в накачанном состоянии, и подачей сжатого воздуха в трубку Вентури (33) для сброса давления в воздушной камере (15) посредством всасывания.

20. Запорная система по п.19, отличающаяся тем, что она содержит затвор (13_a-13_n) для каждой из полых перегородок (7_a-7_n) камеры указанной печи (3) соответственно, при этом затворы (13_a-13_n) соединены параллельно с вентилем (28) выбора накачивания/сброса давления и с разгрузочной трубкой (33) Вентури системы (25) накачивания/сброса давления, общей для воздушных камер (15) затворов (13_a-13_n).

21. Запорная система по п.20, отличающаяся тем, что затворы (13_a-13_n) объединены на общем запорном мостике (35), расположенном над указанной камерой печи (3) и оборудованном соответствующим держателем для удержания каждого затвора (13_a-13_n) в положении выхода из соответствующей полой перегородки (7_a-7_n) и соединением (23) с магистралью (24) сжатого воздуха и/или по меньшей мере с одним компрессором для питания системы (25) накачивания/сброса давления.