Клапан горячего дутья Советский патент 1993 года по МПК C21B9/12 

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

Известен отсечной клапан горячего дутья шиберного типа, состоящий из охлаждаемых нефутерованного корпуса с фланцами, колец-седел и нефутерованного диска.

Клапаны такого типа имеют низкую долговечность, обусловленную интенсивным температурным воздействием на незащищенные поверхности корпуса и диска, накоплением в нижней части межкольцевого пространства пыли, обломков футеровки воздухонагревателя и подводящего трубопровода.

Известен также клапан, который содержит охлаждаемые нефутерованные корпус, кольца-седла, ответные футерованные фланцы и систему подачи в межкольцевое пространство сжатого многоатомного газа с низкой степенью черноты, обеспечиваю- чцую экранирование рабочих поверхностей диска и колец-седел от воздействия высокотемпературного дутья.

Такое решение увеличивает долговечность клапана по температурным воздействиям, не обеспечивая одновременно защиту межкольцевого пространства от. заполнения обломками футеровки.

Из известных наиболее близким техническим решением к изобретению является клапан горячего дутья, который содержит охлаждаемый футерованный, оснащенный двумя торцовыми фланцами корпус, футерованный охлаждаемый диск с различными вариантами системы охлаждения.

Такая конструкция в сравнении с описанными выше позволяет значительно увеличить долговечность клапана за счет увеличения теплостойкости и уменьшения износа корпуса и диска и упростить ее ремонт. Недостатком такой конструкции является заполнение межкольцевого пространства, несмотря на его увеличенный объем, пылью, обломками футеровки. Это, в свою очередь, блокирует движение диска, а значит не обеспечивается полное перекрытие проходного отверстия клапана. Неполное перекрытие проходного отверстия клапана нарушает режим нагрева воздухонагревателя и способствует повышенному износу диска и корпуса клапана.

Целью изобретения является повышение долговечности клапана горячего дутья доменной печи.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем охлаждаемый футерованный диск и соединенный торцевыми фланцами с подводящим и отводящим трубопроводами

футерованный, охлаждаемый корпус, футеровка корпуса со стороны подводящего трубопровода выполнена в виде диффузора, а со стороны отводящего трубопровода в ви- де цилиндра. При этом отношение диаметра Do выходного отверстия диффузора, определяется зависимостью

10

0,,97D.

Такое решение позволяет увеличить скорость материальной частицы на выходе из диффузора и обеспечивает за счет запасенной кинетической энергии и увеличенно5 го диаметра цилиндра по отношению к диаметру выходного отверстия диффузора перелет материальной частицы через межкольцевое пространство. Этим и предотвращается заполнение межкольцевого

0 пространства пылью, обломками футеровки, исключается блокирование движения диска, что и приводит в конечном счете к увеличению долговечности клапана.

Если ,97D, то запасенной кинети5. ческой энергии оказывается недостаточно для пересечения межкольцевого пространства обломками футеровки. В этом случае межкольцевое пространство будет заполняться пылью и обломками футеровки, дол0 говечность клапана снижается.

Если ,95D, межкольцевое пространство не заполняется пылью и обломками футеровки. Однако в этом случае увеличение скорости дутья в диффузоре

5 ощутимо увеличивает интенсивность абразивного износа футеровки корпуса, долговечность клапана снижается.

На чертеже схематично изображен предлагаемый клапан горячего дутья.

0 Клапан горячего дутья содержит охлаждаемый футерованный корпус 1 с фланцами 2, футерованный охлаждаемый диск 3, перемещаемый в межкольцевом пространстве при открытии и закрытии клапана отдель5 ным механизмом (на чертеже не показан). Охлаждение диска и корпуса может осуществляться любым известным способом. Фланцы 2 корпуса 1 соединены с ответными фланцами 9,10 подводящего 11 иотводяще0 го 12 трубопроводов. Огнеупорная футеровка 5 корпуса 1 со стороны подводящего трубопровода 11 образует диффузор 6 с диаметрами D и Do. Огнеупорная футеровка 7 корпуса 1 со стороны отводящего трубспро5 вода 12 образует цилиндр 8 диаметром D. Диаметр D диффузора и цилиндра равен диаметру подводящего и отводящего трубопроводов.

Диаметр D0 выходного отверстия диффузора определяется по зависимости

D0

2 dr

0)

где v - скорость горячего дутья в подводящем трубопроводе, м/с;

D -диаметр входного отверстия диффузора, равный диаметру подводящего горячее дутье трубопровода, м;

d - ускорение свободного падения, м/с2;

1.- длина межкольцевого пространства в направлении горячего дутья, м.

Клапан работает следующим образом.

При поднятом диске 3 клапан открыт и горячее дутье из подводящего трубопровода 11 поступает в диффузор 6. В диффузоре скорость дутья возрастает от v до v0. Находящиеся в горячем дутье пыль, обломки футеровки за счет дополнительного ускорения в диффузоре и запасенной кинетической энергии двигаются в межкольцевом пространстве 4 по параболе.

Так как цилиндрическая футеровка 7 за межкольцевым пространством имеет диаметр D больше диаметра D0 выходного отверстия диффузора 6, пыль и обломки футеровки вступают в контакт с футеровкой

0

5

0

5

0

корпуса за пределами межкольцевого пространства, не заполняя его.

Предложенное решение для футерованных клапанов горячего дутья увеличивает его срок службы, обеспечивает беспрепятственное движение диска в незаполненном пылью и обломками футеровки межкольцевом пространстве, полное перекрытие проходного отверстия клапана и нормальный режим нагрева воздухонагревателя.

Формула изобретения

1. Клапан горячего дутья, содержащий охлаждаемый футерованный диск и соединенный торцевыми фланцами с подводящим и отводящим трубопроводами футерованный охлаждаемый корпус, футеровка которого со стороны подводящего трубопровода выполнена в виде диффузора, отличающийся тем, что, с целью повышения его долговечности, футеровка корпуса со стороны отводящего трубопровода выполнена в виде цилиндра, диаметр которого больше диаметра выходного отверстия диффузора.

2. Клапан по п. 1,отличающийся тем, что диаметр D0 выходного отверстия диффузора и диаметр цилиндра D выполнены с соотношением

0,,97D.

Использование: оборудование воздухонагревателей доменных печей. Сущность изобретения: футеровка 5 корпуса 1 клапана со стороны подводящего трубопровода 11 выполнена в виде диффузора 6, а со стороны отводящего трубопровода 12 - в виде цилиндра 8, диаметр которого больше диаметра выходного отверстия диффузора. Кроме того, отношение диаметра D0 выходного отверстия диффузора и диаметра D ци- линдра определяются зависимостью 0,,97D. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.