Шиберный клапан газо- и воздухопроводов Советский патент 1993 года по МПК F16K49/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкции клапанов для газо- и воздухопроводов доменной печи.

Цель изобретения - уменьшить тепловые потери клапана и увеличить срок службы футеровки крышки.

Поставленная цель достигается тем, что в шиберном клапане газо- и воздухопроводов, содержащем футерованные корпус с крышкой и запорный диск, размещенный в корпусе, футеровка крышки на фронтальных стенках выполнена переменного сечения, а на боковых стенках толщина футеровки равна минимальной толщине футеровки фронтальной стенки, при этом отношение толщины футеровки в верхней части фронтальных стенок крышки к толщине футеровки у ее основания составляет 1,2-1,4, а отношение толщины футеровки в верхней части фронтальных стенок к толщине металлической стенки крышки равно 1,25-2,13.

Как показали исследования, предложенные соотношения толщины футеровки

являются оптимальными для обеспечения срока службы футеровки крышка до выра-j ботки ресурса клапана в целом. Увеличение | толщины футеровки фронтальных стенок в j верхней части крышки уменьшает передачу тепла теплопроводностью от нагретой по- верхности футеровки к металлическим стен-: кам крышки. В связи с тем, что, площадь фронтальных стенок значительно больше боковых, а отверстия распложены ближе к середине фронтальной стенки, то возника- И ющий тток горячего дуть ч практически бо- ковые сто чки не захватывает.

При отношении толщины футеровки в верхней части фронтальных стенок крышки к толщине футеровки у ее основания меньшем 1,2 уменьшается толщин i футеро ..и в - верхней части крышки, что г риводит к заметному (на 40% и более) росту платности ; теплового потока и уменьшению эффектов- ; ности ее тепловой защиты.

При отношении, большем 1,4, с одной стороны уже нет существенного снижения плотности теплового потока, а с другой CYO-

ел

с

со о ю

VI 00 VI

СА

роны увеличение толщины приводит к повышенному расходу бетона, увеличению геометрических размеров крышки и, как следствие, увеличению ее металлоемкости.

Соотношение толщины металлической стенки крышки и ее футеровки влияет на стойкость огнеупорной футеровки. При отношении, большем 2,13, возникают большие напряжения сжатия, разрушающие футеровку, а при отношении, меньшем 1,25, возникают напряжения растяжения, также разрушающие футеровку, т.к: ее материал (бетон) имеет низкие характеристики прочности при растяжении.

На фиг.1 изображен шиберный клапан газо- и воздухопроводов; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.З -узел I нз фиг.2.

Шиберный клапан газо- и воздухопроводов состоит из футерованных корпуса 1 с крышкой 2 и запорного диска 3, размещенного в корпусе 1.

Футеровка 4 крышки 2 на фронтальных стенках выполнена переменного сечения, а на боковых стенках толщина футеровки равна минимальной толщине футеровки фронтальной стенки. Отношение толщины футеровки в верхней части фронтальных стенок крышки 2 к толщине футеровки в у ее основания составляет 1,2-1,4, а отношение толщины а футеровки в ее верхней части фронтальной стенки к толщине с металлической стенки крышки 2 равна 1,25- 2,13.

Шиберный клапан работает следующим образом.

В режиме дутья горячий воздух, разогретый в воздухонагревателе, проходит через клапан. Диск 3 клапана в это время поднят внутрь крышки, где вследствие отсутствия течения горячего воздуха коэффициенты конвективной теплоотдачи, характеризующие его, имеют низкие значения. Однако в процессе эксплуатации происходит изнашивание уплотнения отверстий в верхней части крышки, что приводит к возникновению утечки горячего дутья. Образующийся при этом поток горячего воЗДуха имеет большую скорость и повышенные

коэффициенты конвективной теплоотдачи.

В результате этого футеровка крышки в

верхней части подвергается интенсивному

обогреву, однако благодаря ее увеличению

толщине негативные последствия продува горячего воздуха сказываются существенно на долговечности металлической стенки.

Для подтверждения оптимальности

приведенных соотношений были проведены исследования на опытной модели клапана в промышленных условиях,

Результаты исследований приведены в таблице (количество теплосмен для всех вариантов одинакового).

Как показали результаты исследований, срок службы футеровки крышки повышается, что способствует повышению надежности и долговечности крышки и клапана в

целом. Кроме того, сохранная футеровка крышки способствует долговременному снижению тепловых потерь.

Формула из обретения Шиберный клапан газо- и воздухопроводов, содержащий футерованные корпус с крышкой и запорный диск, размещенный в корпусе, отличающийся тем, что футеровка крышки на фронтальных стенках выполнена переменного сечения, а на боковых стенках толщина футеровки равна минимальной толщине футеровки фронтальной стенки, при этом отношение толщины футеровки в верхней части фронтальных стенок крышки к толщине футеровки у ее основания составляет 1,2-1,4, а отношение толщины футеровки в верхней части фронтальных стенок к толщине металлической стенки крышки равно 1,25-2,13.

Примечание. Для всех типовых клапанов горячего дутья толщина металлической стенки крышки равна 20 мм.

Сущность изобретения: запорный диск размещен в футерованном корпусе с крышкой. Футеровка крышки на фронтальных стенках выполнена переменного сечения. На боковых стенках толщина бутеровки равна минимальной толщине футеровки фронтальной стенки крышки к толщине футеровки у ее основания 1,2-1.4. Отношение толщины футеровки Б верхней части фронтальных стенок к толщине металличе-i ской стенки крышки 1,25-2,13. 3 ил., 1 табл..