Водоохлаждаемый диск клапана горячего дутья Советский патент 1993 года по МПК C21B9/12 

Изобретение относится к металлургии, в частности к оборудованию воздухонагревателей доменных печей.

Известен клапан горячего дутья, в котором водоохлаждаемый полый запорный диск выполнен из обечайки и двух круглых боковин с теплозащитным покрытием, внутри которого имеется спиралевидная направляющая для направления движения охлаждающей воды. При этом вода вначале омывает обечайку, а затем тю спирали направляется к центру диска.

Так как вода, применяемая для охлаждения расходуется в больших количествах, создаются трудности ее глубокой очистки. Поэтому техническая вода содержит большое количество механических примесей и взвесей (взвесь состоит из песка, накипи, окалины).

Установлено, что наибольшая плотность теплового потока наблюдается в нижней части обечайки диска во время дутья, когда диск открыт и достигает 400 кВт/м2. В режиме нагрева, когда диск закрыт, наибольшая плотность теплового потока наблюдается в центральной части его, однако она не превышает 150 кВт/м2.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клапан горячего Дутья, в котором диск выполнен из обечайки с двумя круглыми боковинами и имеющий криволинейную боковину направляющую для подвода охлаждающей воды в нижнюю часть диска, а также наклонные или горизонтальные перегородки, установленные по отношению к криволинейной направляющей и обечайке с зазорами в чередующемся порядке.

Недостатком указанных конструкций диска является откладывание на внутренней поверхности обечайки накипи и шлама, которые изолируют и значительно ухудшают её охлаждение, что приводит к локальному перегреву и выходу из строя диска. Механические и металлографические исследования вышедших из строя многих дисков показали, что при разрезе в нижней части обечайки обнаруживается слой плотного отложения, который в отдельных дисках достигал высоты 100 и длины 700 мм. Отложения представляют собой оксиды железа, сцементированные накипью с песком.

Целью изобретения является повышение стойкости и долговечности диска.

Поставленная цель достигается тем, что входной канал образован двумя криволинейными направляющими, верхние концы которых прикреплены к обечайке с двух сторон входного патрубка, а нижние прикреплены к нижней и верхней горизонтальным перегородкам.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая конструкция диска отличается наличием двух криволинейных направляющих и их расположением. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию новизна.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенного отличия.

На фиг. 1 изображен диск клапана, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

Диск клапана состоит из обечайки 1,

двух боковин 2 с теплозащитной футеровкой 3. К боковинам прикреплены горизонтальные перегородки 4. Входной 5 и выходной 6 патрубки прикреплены к обечайке.1. Криволинейные направляющие 7 и 8 служат для

направления потока воды. Верхние концы направляющих прикреплены к обечайке 1 с двух сторон входного патрубка 5, а нижние к нижней и верхней горизонтальным перегородкам 4.

Диск работает следующим образом,

Охлаждающая вода через входной патрубок 5 между криволинейными направляющими 7 и 8 подается в нижнюю часть диска со скоростью более, чем 0,2 м/с. Затем по

каналам образованным горизонтальными перегородками 4 петлеобразно перемещается в верхнюю часть диска. Скорость воды в петлеобразных каналах 9 не превышает 0,2 м/с, что способствует осаждению из воды песка, накипи, окалины на горизонтальных перегородках 4. Однако, поскольку эти перегородки охлаждаются с двух сторон, а на боковинах 3 плотность теплового потока небольшая, значительного отрицательного

действия на стойкость диска это производить не будет.

В верхнюю часть диска вода проходит очищенная и несколько нагретая, При нагреве воды движение ее делается более турбулентным, чем повышается конвентивный теплообмен между водой и охлаждаемой стенкой и улучшается охлаждение.

С верхней части диска вода подается в канал 10, образованный криволинейной направляющей 8 и обечайкой 1 и через патрубок 6 выходит из диска.

Таким образом самую теплонагружен- ную часть диска - обечайку вода охлаждает уже очищенная и подогретая, чем улучшается эффективность охлаждения.

Техническое преимущество данного изобретения будет заключаться в повышении надежности и долговечности работы диска и клапана в целом в связи с тем, что механические примеси и взвеси, находящиеся в неочищенной воде, будут оседать на перегородках, тогда как в существующих дисках они оседают в самой нижней части обечайки и перекрывают проход охлаждающей среде, происходит закупорка сечения, диск перегревается, прогорает в нижней части и выходит из строя.

Формула.изобретения Водоохлаждаемый диск клапана горячего дутья, включающий обечайку с двумя круглыми боковинами, входной и выходной патрубки, расположенную в полости охлаж0

дения криволинейную направляющую для подвода воды, закрепленную одним концом на обечайке по одну сторону входного патрубка, и горизонтальные разделительные перегородки, установленные с торцовыми зазорами, расположенными в чередующемся порядке, образующими петлеобразный восходящий канал, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности диска, он снабжен дополнительной криволинейной направляющей, закрепленной одним концом на обечайке по другую сторону входного патрубка, при этом перегородки установлены с торцовыми зазорами относительно криволинейных направляющих, нижние концы которых образованы верхней и нижней горизонтальными разделительными перегородками.

Использование: оборудование воздухонагревателей доменных печей. Сущност изобретения: устройство состоит из обечай ки 1, двух боковин 2 с теплозащитной футе ровкой 3, К боковинам приварень горизонтальные перегородки 4. В обечайку вварен входной 5 и выходной 6 патрубки Криволинейные направляющие 7 и 8 служа; для направления потока охлаждающей воды. Верхние концы направляющих 7 и 8 вварены в обечайку 1 с двух сторон входного патрубка 5, а нижние приварены к нижней и верхней горизонтальным перегородкам 4. 2 ил.