Способ управления закрыванием газоуплотнительного клапана загрузочного устройства доменной печи Советский патент 1989 года по МПК C21B7/18 

iS

(Л

Изобретение относится к доменному производству и может применяться при закрывании газоуплотнительных клапанов загрузочных устройств доменных печей реечной передачей, приводимой гидроцилиндрами. Цель изобретения - увеличение ресурсов работы клапана, насоса и исключение потерь энергии. Способ включает разгружение насоса 1 и его рассоединение гидрораспределителем 2 с гидроцилиндром 3 с задержкой во времени от момента контакта тарели 8 с седлом 9, необходимой для создания в полости гидроцилиндра 3 давления, равного номинальному. Ресурс работы клапана повышается за счет повышения плотности прижатия к седлу. 1 ил.

ел

О) 4 СО

со

телем 2 с гидроцилиндром 3 с задержкой во времени от момента контакта тарели 8 с седлом 9, необходимой для/ создания в полости гидроцилиндра 3

Изобретение относитс я к оборудованию доменных печей, а именно к способу закрьгоания газоуплотнительных клапанов бесконусных загрузочных устройств доменной печи.

Целью изобретения является увеличение ресурсов работы клапана и насоса и исключение потерь энергии.

Ма чертеже изображена принципиальная гидрокинематическая схема га- зоуплотнительного клапана.бесконусного загрузочного устройства доменной печи.

Способ осуществляют следующим образом.

С подачей кдманды на закрывание клапана происходит нагружение насоса 1 и перевод гидрораспределителя 2 в рабочее (крайнее) положение, при котором насос соединяется с одним из гидроцилиндров 3, а другой - со сливным баком 4. Жидкость через гид- рораспределнтель 2 подается в полость гидроцилиндра 3, и под действием воз- нюсающего при этом/давления, плунжер перемещает рейку 5, находящуюся в зацеплении с шестерней 6, насаженной на вал клапана. На валу жестко закреплен рычаг 7, с которым шарнирно связана тарель 8. При контакте тарели с седлом 9 командоаппарат, установ леиньш на валу клапана, подает команду на разгружение насоса 1 и перевод пздрораспределителя 2 в среднее положение, которая передается с задержкой по времени, определяемой из следую- Щ1гх соображений. Увеличение давления во времени в полости между насосом и плунжером описьшяется следующим, дифференциальным выражением:

dP/dt С -О,

(1)

С - объемная жесткость полости

(суммарная жесткость трубо- провода между насосом и цилиндром и напорной полости цилиндра);

О - расход жидкости, нагнетаемой в полость (производительность насоса).

давления, равного номинальному. Ресурс работы клапана повышается за счет повьшения плотности прижатия к седлу. 1 ил.

Отсюда, задаваясь величиной давления Р, которое необходимо создать в полости, определяют время нагнетания жвдкосТи при расходе О и

t

, с QH

(2)

где PR - начальное давление в напорной полости в момент контак-- та тарели 8 с седлом 9. Суммарная жесткость вьмисляется по выражению

С

с,+ с

(3)

где С( - объемная жесткость трубопровода между насосом I и цилиндром;Cri - объемная жесткость напорной

полости цилиндра. Подставляя выражение для С и С в (3) и соответственно в (2), получают

(РИ- Р.)/

1

ЕлрОн ,

(4)

где РН - номинальное давление, развиваемое насосом, МПа; Рц - давление в напорном гидроцилиндре в момент контакта тарели.с седлом, МПа; объем рабочей жидкости в напорном трубопроводе, м

45

Уц- объем рабочей жидкости в

гидроцилиндре, м

ь.

0

5

Епр 4Еж Е

з-|- ЕХ-Е

Kvk и Е

приведенный модуль упругости жидкости и. материала трубо-i провода или цилиндра,МПа;

соответственно мо; дуяь упругости жидкости и материала трубопровода или цилиндра (1,55-10 и 2,2-10 МПа соответственно) ;

d

Qi

151

толщина стенки и диаметр трубопровода или цилиндра, м; производительность насоса, .

10

15

25

30

Таким образом, из зависимости (4) определяют необходимое время работы насоса 1 с производительностью (н, после контакта тарели В.газоуплотни- тельного клапана с седлом 9 для создания в напорной полости от насоса 1 до поршня давления Рн. Увеличение этого времени приводит к тому, что после достижения давления в напорной полости номинальной величины, откроется предохранительный клапан и насос 1 перекачивает жидкость через предохранительный клапан и сливной бак 4, При этом давление в напорной полос-20 ти выше номинального, на которое настроен предохранительный клапан, не увеличится и насос 1 работает непроизводительно .

Уменьшение времени работы насоса 1 после контакта тарели 8 с седлом 9 по сравнению с определяемым из выражения (4) приведет к тому, что насос 1 разгрузится до достижения давления в напорной полости номинальной величины и значит давление в ней останется меньше номинального, а следовательно, пропорционально меньшим будет усилие, под действием которого тарель 8 клапана устанавливается и прижимается к седлу 9, что снижает ресурс работы клапана.

С разгружением насоса I гидрозамок 10 запирает полость гидроцилиндра 3, удерживая в нем созданное давление. .

Последовательность выполняемых действий следующая. По заданным длине и диаметру трубопровода, соединяющего насос с гидроцилиндром, длине и диаметру гидроцилиндра, производительности насоса, величинам номинального давления в гидросистеме и давлению в напорном гидроцилиндре к моменту контакта тарели клапана с седлом, рассчитьшают рациональное время за- паздьшания разгружения насоса и его рассоединение гидрораспределителя с Гидроцилиндром от момента контакта тарели с седлом.

В схему управления гидроприводом вводится реле времени, задерживающее на рассчитанную величину сиг нал комавдоаппарата, связанного с

35

40

5

50

55

1516493

10

15

25

30

20

35

40

5

0

5

валом / газоуплотнительного клапана на разгружение насоса и перевод гидрораспределителя в положение, при котором насос рассоединяется с напорным гчдроцилиндром. Это гарантированно обеспечивает создание номинального усилия прижатия тарели к седлу, повышающее ресурс работы клапана при минимальных расходе энергии и износе насоса.

Пример. На доменной печи установлено бесконусное загрузочное устройство. В нем восемь клапанных механизмов имеют централизованный гидравлический привод, в том числе четы- ре газоуплотнительных клапана(ГК), гидрокинематическая схема которых представлена на фиг.1. Ресурс работы клапана определяется стойкостью контактных поверхностей, которая во многом зависит от ус11пия прижатия тарели клапана к седлу, к моменту создания на нем перепада давления газа, Поэтому рационально максимально использовать возможности гидропривода, для создания усилия прижатия тарели к седлу,, что для гидропривода означает создание номинального давления в напорном цилиндре 3, после закрывания ГК. Результаты экспериментальных исследований и замеров показьшает, что после закрьшания ГК, давление в напорном цилиндре, в среднем, равно половине номинального (0,5 ) По проекту работа гидроцилиндра по зак- рьшанию ГК прекращается в момент контакта тарели клапана с седлом, по сигналу командоаппярата, установленного на валу ГК, а для создания номинального давления в напорном гидроцилиндре 3 необходимо после закрывания ГК продолжить в течение некоторо-- го времени работу. Для этого в схему управления гидроприводом вводится реле времени, которое задерживает подачу сигнала командоаппарата на раз- гр окение насоса 1 и перевод гидрораспределителя 2 в среднее положение. При этом насос, оставаясь нагруженным и соединенным с гидроцилиндром 3, после остановки ГК, а значит и ра напорного цилиндра, повышает в напорных магистрали и цилиндре давление до номинальной величины, определяемой настройкой предохранительного клапана. В этом случае основным воп-| росом является назначение задержки времени от сигнала командоаппарата, пода7J5t

ваемого в момент контакта тарели клапана с седлом, до разгружения гидрона coca. При недостаточной величине за- держки давление в напорном цилиндре не достигает номинальной величины и значит не достигается поставленная цель, а при излишнем времени задержки насос непроизвольно работает на предохранительный клапан. Величина задержки в зависимости от: длины и диаметра трубопровода, соединяющего насос с напорным, при закрьшании ГК, цилиндром (If 35,0 м, d-f 0,026 м); длины и диаметра цилиндра (lii, 0,265 м, Пц 0,09 м); производительности насоса (Q 50 дм / /мин или 0,83-10 ); номинального давления в гидросистеме (Рн 18,0 МПа); приведенного модуля упругости жидкости и материала трубопровода и цилиндра (расчет приведенных модулей упругости для жидкости с трубопроводом и жвдкости с цилиндром не дает отличий в третьем знаке после занятой, что позволяет для данных расчетом принять его одинаковым н равным КПР 1,549 х 10 Mlla); давления в напорном гидроцилиндре к моменту контакта тарели клапана с седлом (PIV 9,0 МПа), равна

t 0,157 с.

Таким образом, время задержки разгружения гидронасоса от момента контакта тарели газоуплотнительного клапана с седлом, для бесконусного загру зочного устройства доменной печи сост тавляет 0,157 с.

За счет повышения усилия развиваемого приводом для установки и прижатия тарели газоуплотнительного клапана к седлу, при обоснованно выбранных параметрах работы привода, повышается ресурс работы клапана и

64938

привода в 1,5-2,0 раза. Последнее уменьшает простои доменной печи на ремонт и тем самым увеличивает ее . производительность,

-Формула изобретени

Способ управления закрыванием газоуплотнительного клапана загрузочного устройства доменной печи преимущественно с тарелью и седлом, включающий нагружение насоса и его соединение гидрораспределителем с одним из гидроцилиндров и разгружение насоса и его рассоединение гидрораспределителем с гидроцилиндром, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурсов работы клапана, насоса и исключения потерь энергии, разгружение насоса и его рассоединение гидрораспределителем с гидроцилиндром осуществляют с задержкой t по времени от момента контакта тарели с седлом, определяемой из выражения

(РН- Р.)/

1

V,.+ V

А.ц

Епр Q н

где РН - номинальное давление, развиваемое насосом, Mlla; Р - давление в напорном гидроцилиндре к моменту контакта тарели клапана с седлом, Ша; объем рабочей жидкости в

трубопроводе между насосом

и гидроцилиндром.

объем рабочей жидкости гидроцилиндра , м-З;

ЕПР приведенный модуль упругости жидкости и материала трубопровода и гидроцилиндра, МПа;

Он - производительность насоса, .