Устройство для герметизации электрода Советский патент 1992 года по МПК H05B7/12 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в закрытых руднотермических и других электросталеп- лаэильных дуговых печах с возвратно-поступательным перемещением электродов.

Известны уплотнения для предотвращения выброса газов у электродов электропечей, включающие коробчатое устройство с охлаждением водой и без охлаждения с различными вариантами размещения относительно свода (см. Строганов А.И., Рысс М.А. Производство стали и ферросплавов. М„ Металлургия, 1974, с.26-27).

Недостатком таких устройств является отсутствие герметичности между электродами и сводом печи.

Известно устройство печи, в котором уплотнения выполнены в виде набивки (см. контракт с Японией Мг 19-03/71747-260, 1977, фирмы Танабе, печи № 1, 2 Никопольского ферросплавного завода).

Недостатком такого уплотнения является низкая надежность.

Известен узел уплотнения электродо- держателя дуговой печи, содержащий кон- тактные щеки, охватывающий их с равномерным зазором цилиндрический защитный кожух, к нижнему торцу которого прикреплен кольцевой уплотнительный элемент, и патрубок подачи газа под давлением Б упомянутый зазор (см. авт.св. № 826573, кл. Н 05 В 7/12, 30.08.79).

Недостатки известного узла - большой расход подаваемого под давлением газа, низкая надежность.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для герметизации электрода в электроплавильной печи, включающее коробчатый корпус, внутри которого размещены кольцевые шланги, с верхним и нижним уплотняющими элементами, выполненными с возможностью перемещения перпендикулярно вертикальной оси электрода, причем нижний уплотняющий элемент снабжен термостойкой теплоизоляцией, а верхний выполнен в виде слоев эластичной ленты и V-образных элементов, соединенных между собой. Устройство снабжено слоем электроизоляционного материала, установленным между коробчатым корпусом и верхней частью свода печи (см. патент СССР № 934920, кл. Н 05 В 7/12).

Недостатки известного устройства - низкая надежность уплотнений, возможность выброса печных газов в атмосферу и недолговечность его при возвратно-поступательном перемещении электродов.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем предотвращения выбросов печных газов в атмосферу и повышение долговечности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коробчатый корпус

с крышкой, внутри которого размещены кольцевые прижимные шланги, связанные с уплотняющими элементами, установленными с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, снабжено

установленным в корпусе патрубком с обратным клапаном, соединенным с магистралью подачи инертного газа, и двумя патрубками с перепускными клапанами, соединенными с отводящей трубой, один из

которых установлен в крышке корпуса, а другой - в нижней части его боковой стенки.

С целью увеличения долговечности кольцевые шланги установлены с возможностью перекатывания по контактным поверхностям коробчатого устройства, а уплотняющие элементы - с возможностью перемещения параллельно оси электрода. Таким образом, предлагаемоеустройство соответствует критерию новизна.

Сравнение данного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить признаки, отличающие

это решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На чертеже представлен общий вид устройства в разрезе по вертикальной оси

электрода.

Устройство содержит свод 1 печи, электрод 2, соединительное кольцо 3, коробчатый корпус 4, электроизоляционный слой 5, нижний уплотняющий элемент 6 с двумя

выступами 7, охватывающими электрод 2, первый термостойкий кольцевой прижимной шланг 8 с вмонтированным внутренним золотником 9, термостойкий изолирующий материал 10, например вату на основе каолина, крышку 11 коробчатого корпуса 4, кольцевой паз 12 для второго термостойкого кольцевого прижимного шланга 13с внутренним золотником 14, эластичную ленту 15, V-образный элемент 16, зазор 17 между

уплотняющим элементом 10 и стенкой коробчатого корпуса 4. Устройство содержит также патрубок 18 подачи инертного газа, введенный в коробчатый корпус 4, соеди- ненный с обратным клапаном 19, патрубок

20 с перепускным клапаном 21, подсоединенный к крышке коробчатого корпуса 4, патрубок 22 с перепускным клапаном 23, подсоединенный к нижней части боковой стенки коробчатого корпуса, отводящую

трубу 24, пространство 25 под первым термостойким кольцевым прижимным шлангом 8, пространство 26 над первым кольцевым прижимным шлангом 8.

Устройство работает следующим образом.

В коробчатый корпус 4 подают инертный газ, например азот, под давлением, немного превышающим давление печного газа. При возвратно-поступательном перемещении электрода 2 на высоту, не превышающую высоты перемещений, необходимой для поддержания режима плавки, кольцевые шланги 8 и 13 перекатываются по стенкам коробчатого корпуса 4, нижнего уплотняющего элемента 6, стенке паза 12 коробчатого корпуса 4 и внутренней части V-образного элемента 16 соответственно.

При этом при движении электрода 2 вниз опускается уплотняющий элемент 6, создавая разрежение в пространстве 25,26, открывается обратный клапан 19 патрубка 18, и в пространство 26 поступает инертный газ под избыточным давлением, препятствуя поступлению в него печного газа через выступы 7 и кольцевой прижимной шланг 8.

При движении электрода 2 вверх увеличивается избыточное давление в пространствах 25, 26, закрывается клапан 19, открываются перепускные клапаны 21, 23 и прорвавшийся в пространства 25,26 печной газ вместе с инертным газом отводится через патрубки 20, 22 в отводящую трубу 24.

При поступательном движении электрода 2 на высоту, превышающую высоту перемещения кольцевых шлангов 8, 13, что необходимо для компенсации сгоревшей части электрода, эластичная лента 15 и выступы 7 работают на истирание.

При возвратно-поступательном перемещении электрода 2 исключаются истира- ние эластичной ленты 15, выступов 7 и выброс печных газов в атмосферу.

Кольцевые шланги 8 и 13 изготавливают плоскими, с приданием им формы тора после их монтажа в коробчатый корпус и подачи в них азота под давлением 4-5 бар, после чего золотники 9, 14 утапливаются внутрь. В отличие от круглых гидравлических шлангов предложенные тороидальные

шланги меньше изнашиваются от напряжений, получаемых при перекатывании внутренней стенки кольцевого шланга наружу.

Отводящая газ труба 24 может быть выведена в под печи или в очистные сооружения. Подводящий и отводящие газ патрубки могут заканчиваться коллекторами или быть, как минимум, парными, диаметрально расположенными, что определяют в каждом конкретном случае.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность устройства, исключить выбросы в атмосферу и повысить долговечность.

Формула изобретения

1.Устройство для герметизации электрода в электросталеплавильной печи, содержащее коробчатый корпус с крышкой,

внутри которого размещены кольцевые прижимные шланги, связанные с уплотняющими элементами, установленными с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости .отличающееся

тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем предотвращения выбросов печных газов в атмосферу, оно снабжено установленным в корпусе патрубком с обратным клапаном, соединенным с

магистралью подачи инертного газа, и двумя патрубками с перепускными клапанами, соединенными с отводящей трубой, один из которых установлен в крышке корпуса, а другой- в нижней части его боковой стенки.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью повышения его долговечности, кольцевые шланги установлены с возможностью перекатывания по коцтактным поверхностям коробчатого устройства, а уплотняющие элементы - с возможностью перемещения параллельно оси электрода.

Существо изобретения. В коробчатый корпус 4 подают инертный газ, например азот, под давлением, намного превышающим давление печного газа. При возвратно- поступательном перемещении электрода 2 на высоту, не превышающую высоты перемещений, необходимой для поддержания режима плавки, тороидальные шланги 8 и 13 перекатываются по стенкам коробчатого корпуса 4, нижнего уплотняющего элемента б, стенке паза 12 корпуса 4 и внутренней части V-образного элемента 16 соответственно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Лзо/п ° # таЈг К ff f с: О XI ч О 00