Устройство для регулирования давления газа на колошнике доменной печи Советский патент 1984 года по МПК C21B7/20 

СО

ьэ

00 да

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к доменному производству, и может найти применение при регулировании отвода газ на доменных печах.

Известно устройство для регулирЪвания давления газа на колошнике доменной .печи, включающее газоподводящую и газоотводящую камеры, клпаны с седлами, запорным конусом, штоком, приводами перемещения запоных конусов, систему орошения Cl.

Недостатком известного устройст является необходимость преодоления больших усилий от давления газа, действующего на поверхность запорного конуса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройст для регулирования давления газа на колошнике доменной печи, содерзкаще газоподводящую и газоотводящую камры, пары клапанов с седлами, гибкими элементами, запорными конусами, расположенными один с внешней стороны, другой с внутренней стороны газоподводящей камерыи сое диненными штоком с приводами ях перемещения и вращения, и систему ор шения С21.

К недостаткам этого устройства относятся низкая надежность работы привода перемещения запорных конусов, который должен .быть постоянно включен для обеспечения герметичности путем создания необходимого усилия сжатия на уплотняемых поверхностях, а также сложность обеспечения необходимой соосности штока с местами его посадки в корпусе, т.е. технически трудно при значительных габаритах устройства обеспечить надежное запирание клапанов (прилегание по всей поверхности запорных конусов к седлам) .

Целью изобретения является обеспечение повышения надежности при эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования давления газа на колошнике доменной печи, включающем газоподводящую и газоотводящую камеры, клапаны с седлами, гибкими элементами, запорными конусами, расположенными один с внешней стороны, другой с внутренней стороны газоподводящей камеры и соединенными штоками с приводами их перемещения и вращения, и систему орошения, диаметр запорного конуса, расположенного с внутренней стороны газоподводящей камеры, составляет 1,05-1,15 диаметра запорного кокуса, расположенного с внешней стороны газоподводящей камеры, а шток выполнен из шарнирнр соединенных частей.

Соотношение диаметров обосновывается следующим.

Для обеспечения герметичности необходимо создать на общем штоке дополнительное, постоянно действующее на время закрытия JfoHycoB усилие сжатия уплотняемых поверхностей ° усилие должно быть, направлено от каждого конуса к соответствующей стенке газоподводящей камеры, имеющей место уплотнения - седло клапана.

Создать это дополнительное усилие сжатия внешней силой (при помощи привода) сложно и не экономично. Лучше использовать cyщecтвs oщий перепад давления ЛР. При этом достаточно диаметр конуса, расположенный с внутренней стороны газоподводящей камеры, выполнить больши диаметра запорного конуса, расположенного с внешней стороны газоподводящей камеры. Тогда

c:,Pc4Pc., ()- i

Усилие от внешнего привода испол.зуется только в момент открывания конусов. Усилия сжатия входящие в формулу (1) для создания надежной герметичности, определяются из следующего выражения для конусных поверхностей беспрокладочной абтюрации: с-«/«(+п

. /«,,4( ..где пловдэдь проекции уплотняемого пояска запорного конуса (фиг. узел 1). Для упрощения расчетов выразим площадь проекции пояска через ширину пояска Ъ, и средний диаметр пояска, т.-а.

45 ;«

I () Ji Di,2 4 жение

--1&7г- -™

5iD.i2 ЬЭ-г,2 1,2 Необходимое общее усилие для создания надежной герметичности по большему и меньшему конусам составляет

Pc ,) «

Как правило, для большого и малого конусов конструкция уплотнения одинакова, так как условия их эксплуатации абсолютно аналогичны, поэтому можно принять, что

;

Подставляя зти значения в формулу (3) получаем следующее:

.(), (4) но согласно формулам (1) и (4) ле быражемия равны, тогда приравнивая правые части этих формул, получаем|дР{0 -о|)/7ЬэдК(0.,+02), ( так как для данного вида атбюраци q 4р 4др формулу (5) можно за писать как f 4p()(D 4D2J 4Jt3/JpK(D.D2) , и сокращая одинаковые величины, получаем j()4ЬэК, деля прав и левую части формул на D2 после преобразования, получаем L . 6feэк °1 Jbb9i . z Рассмотрим выражение -g--. Так как ширину пояска из условия наде ного .сочленения уплотняемых повер ностей, а также для создания необ ходимого удельного давления стара ются делать минимальными, можно для условия доменного производств принять следующее: Ьэ 5 - 30 -;0,01-0,015, 400 - 2000 sin(ot-f Рт) а. коэффициент К считать из условия обтюрации типа ХШ, где А 15-30, Рт 8-10 поэтому sin Г(15-30) +(8-10)3 0,4-0,6. cos(8-10) Подставляя значения гг и К в ф мулу (6) получаем 1+16 (0;01-0,015)(О,4-0,6)+(О,064-0 т.е. ,064-1,15. 2 Увеличение соотношения чет за собой увеличение мощности внешнего привода для открывания к нусов... На фиг.1 показано предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел 1 на фиг.1. Устройство состоит из газопод водящей камеры 1, установленной внутри газоотводящей камеры 2. Ме ними установлены стаканы 3, в кот рых размещены седлаКлапанов 4, снабженные гибкими элементами 5. Шток клапана состоит из двух полуштоков 6 с закрепленными на н запорными конусами 7 и промежуточ .ного звена 8, соединенного шарнирами 9 с полуштоками 6. Полуштоки 6 смонтированы в опорах 10 и снабжены приводами 11 вращения запорных конусов. Шток соединен с. приводом перемещения 12. Устройство оборудовано системой орошения 13 и 0айпасным газоходом 14 с клапаном 15. Устройство работает следующим образом. Газ из газоподводящей камеры 1 поступает в газоотводящую камеру 2 через седла клапанов 4, расположенных попарно в стаканах 3. Последние имеют окна для прохода газа При необходимости прекратить проход газа привод 12 перемещает шток ( с полуштоками 6, промежуточным звеном 8) с запорными конусами 7 по напра:влению к седлам клапанов 4. Запорный конус 7 расположенный с внутренней стороны газоподводящей камеры, выполнен большего диа.метра, чем запорный конус 7, распбложенный с внешней стороны газоподводящей камеры, поэтому усилие от давления газа на каждый из запорных конусов полностью не уравновешивается, а способствует надежному прижатию конусов 7 к. седлам клапаНа 4. Привод 12 может быть при этом ыключен. Все возможные неточности изготовления на надежность работы устройства влияния не оказывают, так как компенсируются шарнирами 9 и промежуточным звеном 8. Гибкие элементы 5 дополнительно компенсируют неточности сборки, а также зазоры в шарнирах 9. Для обеспечения плотного закры- . вания кла панов в условиях их зарастания (отложениями) осуществляет- . ся вращательное движение запорных . конусов 7 приводами. Система, орошения 13 обеспечнвает подачу воды в устройство. После закрытия клапанов и поднятия давления газа под колошником доменной печи до номинальной величины включа.ется в работу поворотный клапан 15 на байпасном газоходе 14. Возможно также применение устройства с автоматическим поддержанием давления газа над колошником одним из попарно расположенных клапанов без клапана 15. Отвод шлама из устройства осуществляется одним/из известных способов. Преимуществрм изобретения является повышенная надежность его работы за .счет обеспечения газоплотности «конструкции и использования давления газа для закрывания клапанов.

Экономический эффект от внедрения, изобретения на доменной печи объемом 1700 м составляет порядка 180 тыс.руб. в год.

УСТРОЙСТВО ,ЦЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА КОЛОШНИКЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее газоподводящую и газоотводящую камеры, клапаны с седлами, гибкими элементами и запорными конусами, расположенными один с внешней стороны, другой с внутренней стороны газоподводящей камеры и соединенными штоками с приводами их перемещения и вращения, и систему орошения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при эксплуатации, диаметр запорного конуса, расположенного с внутренней стороны газоподводящей камеры, составляет 1,05-1,15 диамет- д ра запорного конуса, расположенного jg с внешней стороны газоподводящей камеры, а шток выполнен из шарнирно соединенных частей.