ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА ДЛЯ ГАЗОНЕПРОНИЦАЕМОГО ЗАПИРАНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ НАСАДОК ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЗОНДОВ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2022 года по МПК F27B1/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к шиберной задвижке, содержащей затвор задвижки, установленный в корпусе задвижки с возможностью перемещения в направляющей задвижки между закрытым положением и открытым положением, при этом направляющая задвижки снабжена уплотнением задвижки для обеспечения газонепроницаемого закрытого положения.

Уровень техники

Шиберные задвижки вышеуказанного типа служат, в частности, для газонепроницаемого запирания соединительных насадок, устанавливаемых на доменной печи и предназначенных для присоединения измерительных зондов, которые могут вводиться в доменную печь при помощи таких соединительных насадок. Шиберные задвижки в закрытом положении должны предотвращать возможность попадания газа, пыли или шихты из доменной печи в окружающую среду доменной печи.

Вследствие постоянного действия атмосферы доменной печи и нагрузки на затворы задвижек во время ввода и вывода измерительных зондов шиберные задвижки подвергаются высокому износу, что делает необходимым соответствующее частое техническое обслуживание шиберных задвижек, чтобы обеспечивать их безотказное функционирование.

В известных шиберных задвижках затвор задвижки, снабженный уплотнением задвижки для обеспечения газонепроницаемого закрытого положения, расположен между частями корпуса задвижки, поэтому выполнение мероприятий по техническому обслуживанию, в частности, замены уплотнения задвижки, делает необходимым демонтаж корпуса задвижки.

Так, например, в DE 4000139 А1 показана шиберная задвижка, которая содержит затвор задвижки, расположенный между верхней частью корпуса и нижней частью корпуса, при этом уплотнение задвижки установлено вблизи затвора задвижки в пазе для уплотнения, выполненном в верхней части корпуса.

Раскрытие сущности изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить шиберную задвижку, которая позволяет упростить выполнение мероприятий по техническому обслуживанию уплотнения задвижки.

Эта задача решена при помощи шиберной задвижки с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения.

Согласно изобретению направляющая задвижки соединена с корпусом задвижки при помощи фланцевого соединения таким образом, чтобы направляющую задвижки можно было вынимать из корпуса задвижки в радиальном направлении относительно оси потока шиберной задвижки.

В отличие от известной шиберной задвижки, в которой затвор задвижки расположен между верхней частью корпуса и нижней частью корпуса, так что направляющая задвижки образована самим корпусом, в шиберной задвижке, выполненной согласно изобретению, направляющая задвижки может быть извлечена из корпуса вместе с уплотнением задвижки. Таким образом, демонтаж корпуса больше не является необходимым для замены уплотнения задвижки. Напротив, поскольку направляющая задвижки может быть радиально извлечена из корпуса задвижки, корпус задвижки во время замены уплотнения задвижки может оставаться на месте, поэтому трудоемкость монтажа, необходимого для замены уплотнения задвижки, минимизируется.

Направляющая задвижки предпочтительно содержит две направляющие половины, каждая из которых снабжена уплотняющим элементом, служащим для уплотнения одной из двух противоположных поверхностей затвора задвижки. При этом дополнительно к упрощению технического обслуживания шиберной задвижки реализуется уплотнение затвора задвижки двойного действия, которое обеспечивает уплотнение затвора задвижки не только относительно атмосферы доменной печи, но и относительно окружающей среды.

Если направляющие половины содержат по одному осевому опорному устройству для двухсторонней опоры на поверхности затвора задвижки, путем взаимодействия с пневматически нагружаемыми уплотняющими элементами и регулировки расстояния от затвора задвижки до направляющих половин, выполняемой при помощи осевого опорного устройства, можно настроить определенное уплотняющее усилие, с которым уплотняющие элементы прижимаются к поверхности затвора задвижки.

Направляющие половины на стороне соединения с корпусом предпочтительно содержат кольцевой фланец для получения фланцевого соединения в качестве зажимного соединения с кольцевым фланцем, выполненным на части корпуса задвижки. В том случае, если для образования зажимного соединения предусмотрено зажимное или стяжное кольцо, комбинированное с расположенными напротив друг друга кольцевыми фланцами, такое зажимное соединение позволяет, в частности, выполнять простой демонтаж направляющих половин путем ослабления зажимных соединений и последующего радиального извлечения направляющих половин из остающегося на месте корпуса задвижки.

Для установки уплотняющего элемента направляющие половины предпочтительно содержат держатель уплотнения, который служит для соединения с частью корпуса задвижки.

Направляющие половины предпочтительно выполнены с возможностью извлечения из корпуса задвижки независимо друг от друга, поэтому масса, с которой монтажнику приходится работать вручную при замене уплотнения задвижки, может быть минимально возможной.

Если направляющие половины выполнены с возможностью извлечения из корпуса задвижки в виде связанного монтажного узла, то во время одной монтажной операции можно одновременно извлекать обе направляющие половины, при этом особенно предпочтительно, чтобы затвор задвижки был компонентом монтажного узла, содержащего направляющие половины. Такая конструкция позволяет свести к минимуму затраты времени, связанные с процессом технического обслуживания, поскольку затвор задвижки может быть заменен вместе с направляющими половинами во время одной монтажной или обслуживающей операции и, таким образом, не требуется никаких затрат времени на соединение направляющих половин с затвором задвижки.

Если направляющие половины имеют различное исполнение, они могут быть адаптированы, в частности, к разным поверхностям затвора задвижки.

Для того чтобы обеспечить во время монтажа требуемое относительное положение затвора задвижки, зажатого между направляющими половинами, предпочтительно, чтобы для образования монтажного узла направляющие половины с расположенным между ними затвором задвижки были соединены друг с другом при помощи временного монтажного крепления.

Особенно простая конструкция монтажного крепления возможна, если направляющие половины прижаты друг к другу при помощи осевых зажимных устройств.

В одном особом варианте осуществления шиберной задвижки направляющие половины имеют разные исполнения, а затвор задвижки имеет чашеобразную форму.

В таком варианте осуществления шиберной задвижки особенно предпочтительно, чтобы направляющие половины для установки уплотняющего элемента содержали держатель уплотнения, который одновременно служит для образования опорного устройства, таким образом, чтобы опорное устройство образовывало крепление для уплотняющего элемента. При этом можно получить особенно компактную конструкцию направляющих половин, в которой опорное устройство выполняет несколько функций.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено более подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

ФИГ. 1 - вид спереди шиберной задвижки, установленной на периферии доменной печи и выполненной в виде пластинчатой задвижки;

ФИГ. 2 - вид спереди шиберной задвижки, установленной на периферии доменной печи и выполненной в виде чашеобразной задвижки;

ФИГ. 3 - вид в изометрии пластинчатой задвижки с ФИГ. 1;

ФИГ. 4 - вид в разрезе по линии IV-IV пластинчатой задвижки с ФИГ. 3;

ФИГ. 5 - вид в разрезе по линии V-V пластинчатой задвижки с ФИГ. 3;

ФИГ. 6 - детальное изображение в увеличенном масштабе пластинчатой задвижки с ФИГ. 5;

ФИГ. 7 - вид в разрезе по линии VII-VII пластинчатой задвижки с ФИГ. 3;

ФИГ. 8 - пластинчатая задвижка с ФИГ. 3 во время демонтажа направляющей половины направляющей задвижки;

ФИГ. 9 - вид в изометрии чашеобразной задвижки с ФИГ. 2;

ФИГ. 10 - вид в разрезе по линии X-X чашеобразной задвижки с ФИГ. 9;

ФИГ. 11 - вид в разрезе по линии XI-XI чашеобразной задвижки с ФИГ. 9;

ФИГ. 12 - вид сбоку чашеобразной задвижки с ФИГ. 9 с монтажным узлом, содержащим затвор задвижки и направляющие половины, перед извлечением из корпуса задвижки;

ФИГ. 13 - монтажный узел с ФИГ. 12 во время извлечения из корпуса задвижки.

Осуществление изобретения

На ФИГ. 1 показан вид спереди шиберной задвижки 20, выполненной в виде пластинчатой задвижки, которая на периферии доменной печи присоединена к соединительной насадке 21 доменной печи 22 и позволяет осуществить газонепроницаемое присоединение измерительного зонда 24, который может быть введен во внутреннее пространство доменной печи 22 через проходное отверстие 43 затвора 32 задвижки, показанное, в частности, на ФИГ. 4, после перехода шиберной задвижки 20 из закрытого положения в открытое положение. На ФИГ. 2 показана соответствующая конструкция, в которой шиберная задвижка 25, выполненная в виде чашеобразной задвижки, присоединена к соединительной насадке 96 доменной печи 22, при этом шиберная задвижка 25 позволяет осуществить газонепроницаемое присоединение измерительного зонда 97, установленного на каретке 23.

Как следует, в частности, из обзора ФИГ. 3-7, шиберная задвижка 20, выполненная в данном случае в виде пластинчатой задвижки, содержит корпус 26 задвижки, который, как показано, в частности, на ФИГ. 6 между двумя частями 27, 28 корпуса содержит направляющую 29 задвижки с двумя направляющими половинами 30, 31, между которыми расположен затвор 32, выполненный в виде плоской пластины шиберной задвижки 20, представленной здесь как пластинчатая задвижка.

Как можно видеть, в частности, на ФИГ. 6, направляющие половины 30, 31 содержат по одному уплотняющему элементу 33, 34. Уплотняющие элементы 33, 34 выполнены в данном случае в виде пневматических шланговых уплотнений и поэтому содержат полость 37, в которой при помощи напорного трубопровода 62 может создаваться давление газа.

Кроме уплотняющих элементов 33, 34 направляющие половины 30, 31 содержат скребковые элементы 41, 42, которые при переводе затвора 32 задвижки в открытое положение, показанное на ФИГ. 3-7, удаляют частицы загрязнений, которые могут прилипать над проходным отверстием 43 на запорном участке 44, с поверхностей 45, 46 затвора шиберной задвижки, чтобы защитить уплотняющие элементы 33, 34 от повреждения этими частицами загрязнений.

Как показано, в частности, на ФИГ. 6, направляющие половины 30, 31 в данном случае позволяют также устанавливать осевые опорные устройства 47, 48, которые служат для двухсторонней опоры поверхностей 45, 46 затвора шиберной задвижки, при этом указанные опорные устройства 47, 48 могут быть выполнены, например, в виде колец из политетрафторэтилена.

На ФИГ. 6 показано, что направляющие половины 30, 31 содержат кольцевые фланцы 49, 50, которые для образования зажимного соединения 51, 52 расположены рядом с кольцевыми фланцами 53, 54, выполненными на прилегающих частях 27, 28 корпуса, при этом кольцевые фланцы 49, 53 или 50, 54 в показанном относительном расположении прижаты друг к другу при помощи соответствующих зажимных колец 55, 56, состоящих двух частей.

Как можно видеть, в частности, на ФИГ. 8, каждая направляющая половина 30, 31 может быть извлечена из корпуса 26 задвижки радиально относительно оси 60 потока шиберной задвижки 20 после удаления соответствующего зажимного соединения 51, 52 (ФИГ. 6) путем ослабления болтовых соединений 59, каждое из которых соединяет друг с другом два полукольца 57, 58 зажимных колец 55, 56, после того, как будет удалена только боковая крышка 61 корпуса.

Из обзора ФИГ. 1 и 6, в частности, очевидно, что для удаления боковой крышки 61 и последующего демонтажа направляющих половин 30, 31 направляющей 29 шиберная задвижка 20 может оставаться на своем месте на соединительной насадке 21 доменной печи 22.

На ФИГ. 9 показан вид в изометрии шиберной задвижки 25, расположение которой относительно доменной печи 22 показано на ФИГ. 2, и которая представлена в данном случае в виде чашеобразной задвижки. Как следует, из разреза, показанного на ФИГ. 11, шиберная задвижка 25 содержит сферический затвор 63 задвижки, представленный в данном случае в виде чаши, который в отличие от затвора 32 шиберной задвижки 20, выполненного в виде плоской пластины, не снабжен поступательным приводным устройством 64 (см. ФИГ. 5) для поступательного перевода затвора 32 задвижки из открытого положения в закрытое положение и обратно, но содержит поворотный привод 65 (см. ФИГ. 9 и 12), который, как показано на ФИГ. 11 стрелкой направления поворота, осуществляет поворотное движение вокруг оси 66 поворота для перевода затвора 63 задвижки из показанного открытого положения в закрытое положение.

Как показано на ФИГ. 11, направляющая 67 шиберной задвижки 25 для адаптации к сферической форме затвора 63 задвижки содержит две различно выполненные направляющие половины 68, 69, каждая из которых содержит держатель 72, 73 уплотнения, служащий для установки уплотняющего элемента 70, 71 и одновременно для образования осевого опорного устройства, таким образом, чтобы указанные опорные устройства образовывали крепление для уплотняющих элементов 70, 71.

Аналогично направляющим половинам 30, 31 шиберной задвижки 20 направляющие половины 68, 69 шиберной задвижки 62 снабжены соответствующими скребковыми элементами 74, 75. Для соединения с соответствующей частью 76, 77 корпуса 78 задвижки между направляющими половинами 68, 69 и частями 76, 77 корпуса предусмотрены зажимные соединения 79, 80, при этом части 76, 77 корпуса и направляющие половины 68, 69, граничащие друг с другом, снабжены кольцевыми фланцами 81, 82 или 83, 84, которые, как пояснялось выше со ссылками на ФИГ. 6 и 8, стянуты друг с другом зажимными кольцами 85, 86, состоящими из двух частей.

Для демонтажа направляющих половин 68, 69 эти направляющие половины 68, 69 и установленный между ними затвор 63 задвижки при помощи временного монтажного крепления 87 объединяются в монтажный узел 91, при этом монтажное крепление 87 в данном случае содержит три болтовых соединения 88, которые стягивают направляющие половины 68, 69 с расположенным между ними затвором 63 задвижки, как показано на ФИГ. 12 и 13. Только после установки монтажного крепления 87 ослабляются зажимные соединения 79, 80 между направляющими половинами 68, 69 и частями 76, 77 корпуса, а также соединение 94, образованное между поворотным приводом 65 и затвором 63 задвижки. После этого монтажный узел 91, который при помощи захватного элемента 89 соединен с монтажной балкой 90, установленной на корпусе 78 задвижки, может быть извлечен с весовым уравновешиванием для монтажника из корпуса 78 задвижки радиально относительно оси 95 потока шиберной задвижки 25.

Как можно видеть, в частности, на ФИГ. 9-11, корпус 78 шиберной задвижки 25 для присоединения измерительного зонда 24, показанного на ФИГ. 2, снабжен сальниковой коробкой 92, которая при помощи компенсатора 93 позволяет получать переменный угол входа измерительного зонда 24 через конструкцию, образованную сальниковой коробкой 92 и шиберной задвижкой 25, в доменную печь 21. Как показано на ФИГ. 1, соответствующая конструкция предусмотрена также для шиберной задвижки 20.

Из приведенного выше описания очевидно, что замена направляющих 29 или 67, снабженных уплотняющими элементами 33, 34 или 70, 71, как в шиберной задвижке 20, так и в шиберной задвижке 25, может выполняться при сохранении установленной позиции шиберных задвижек 20, 25 на доменной печи 22, и, кроме того, отсоединение корпуса 26, 78 шиберной задвижки 20, 25 от присоединенных компонентов, в частности, в данном случае от сальниковой коробки 92, присоединенной через компенсатор 93 к корпусу 26, 78 задвижки, не требуется.

Изобретение относится к шиберной задвижке для газонепроницаемого запирания соединительных насадок для присоединения измерительных зондов в доменной печи. Шиберная задвижка содержит затвор задвижки, установленный в корпусе задвижки с возможностью перемещения в направляющей задвижки между закрытым положением и открытым положением, снабженной уплотнением задвижки для обеспечения газонепроницаемого закрытого положения и соединенной с корпусом задвижки при помощи фланцевого соединения, при этом направляющая задвижки содержит две направляющие половины, каждая из которых снабжена уплотняющим элементом уплотнения задвижки, служащим для уплотнения одной из двух противоположных друг другу поверхностей затвора задвижки, таким образом, чтобы направляющая задвижки могла быть извлечена из корпуса задвижки в радиальном направлении относительно оси потока шиберной задвижки вместе с уплотнением задвижки. Обеспечивается упрощение выполнения мероприятий по техническому обслуживанию уплотнения задвижки, в частности замены направляющих, снабженных уплотняющими элементами при сохранении установленной позиции шиберных задвижек на доменной печи без отсоединения корпуса шиберной задвижки от присоединенных компонентов, например от сальниковой коробки, присоединенной через компенсатор к корпусу задвижки. 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Шиберная задвижка (20, 25) для газонепроницаемого запирания соединительных насадок для присоединения измерительных зондов в доменной печи, содержащая затвор (32, 63) задвижки, установленный в корпусе (26, 78) задвижки с возможностью перемещения в направляющей (29, 67) задвижки между закрытым положением и открытым положением, при этом направляющая (29, 67) задвижки снабжена уплотнением задвижки для обеспечения газонепроницаемого закрытого положения, причем направляющая (29, 67) задвижки соединена с корпусом (26, 78) задвижки при помощи фланцевого соединения, отличающаяся тем, что направляющая (29, 67) задвижки содержит две направляющие половины (30, 31; 68, 69), каждая из которых снабжена уплотняющим элементом (33, 34; 70, 71) уплотнения задвижки, служащим для уплотнения одной из двух противоположных друг другу поверхностей (45, 46) затвора задвижки, таким образом, чтобы направляющая (29, 67) задвижки могла быть извлечена из корпуса (26, 78) задвижки в радиальном направлении относительно оси (60, 95) потока шиберной задвижки (20, 25) вместе с уплотнением задвижки.

2. Задвижка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из направляющих половин (30, 31; 68, 69) содержит осевое опорное устройство (47, 48) для двухсторонней опоры поверхностей (45, 46) затвора задвижки.

3. Задвижка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что направляющие половины (30, 31; 68, 69) содержат на стороне соединения с корпусом кольцевой фланец (49, 50; 83, 84) для образования фланцевого соединения в качестве зажимного соединения (51, 52; 79, 80) с кольцевым фланцем (53, 54; 81, 82), выполненным на части (27, 28; 76, 77) корпуса (26, 78) задвижки.

4. Задвижка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что направляющие половины (30, 31) для установки уплотняющего элемента (33, 34) содержат держатель уплотнения, который служит для соединения с частью (27, 28) корпуса (26) задвижки.

5. Задвижка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что направляющие половины (30, 31) выполнены с возможностью независимого друг от друга извлечения из корпуса (26) задвижки.

6. Задвижка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что направляющие половины (30, 31) имеют различное исполнение.

7. Задвижка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что направляющие половины (68, 69) установлены с возможностью извлечения из корпуса (78) задвижки в виде связанного монтажного узла (91).

8. Задвижка по п. 7, отличающаяся тем, что затвор (63) задвижки образует компонент монтажного узла (91).

9. Задвижка по п. 8, отличающаяся тем, что для образования монтажного узла (91) направляющие половины (68, 69) с расположенным между ними затвором (63) задвижки соединены друг с другом при помощи временного монтажного крепления (87).

10. Задвижка по п. 9, отличающаяся тем, что для образования монтажного крепления (87) направляющие половины (68, 69) стянуты друг с другом при помощи осевых зажимных устройств.

11. Задвижка по п. 10, отличающаяся тем, что направляющие половины (68, 69) имеют различное исполнение, а затвор (63) задвижки имеет чашеобразную форму.

12. Задвижка по п. 11, отличающаяся тем, что направляющие половины (68, 69) для установки уплотняющего элемента (70, 71) содержат держатель (72, 73) уплотнения, который одновременно служит для образования опорного устройства, таким образом, чтобы опорное устройство образовывало крепление для уплотняющего элемента (70, 71).