Устройство для обнаружения прогаров охладительных элементов доменной печи Советский патент 1974 года по МПК C21B7/10 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для обнаружения прогара охладительных элементов доменной печи, например воздушных фурм.

Известно устройство для обнаружения прогаров охладительных элементов доменной печи, выполненное в виде сосуда, снабженного переливной перегородкой и гидрозатвором, делящим сосуд на газовую камеру с датчиком давления газа и камеру слива с окном, сообтающим ее с атмосферой.

Недостатками такого устройства являются низкая чувствительность и ненадежность работы вследствие невозможности отделения с его помощью от охлаждающей воды мелкодисперсных газовых включений и растворенных газов, особенно при высоком давлении (5-f8 ати) в системе охлаждения доменных печей, при котором степень инл екции струи отходящей воды преобладает над степенью выделения газов.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение чувствительности и надежности фиксации прогара при высоких давлениях воды.

Эта цель достигается тем, что газовая камера предлагаемого устройства снабжена встроенным в ее полость под патрубком ввода воды генератором акустических колебаний и атмосферным клапаном.

Предложенное устройство обладает большой чувствительностью и надежностью в работе по сравнению с известным благодаря практически полному выделению из охлаждающей воды мелкодисперсных газовых включений и растворенных газов под действием акустических колебаний. С помощью акустических колебаний можно выделить из жидкости пузырьки газа размерами от тысячных долей миллиметра до нескольких миллиметров в диаметре. Кроме того, предложенное устройство обеспечивает быструю и удобную настройку на рабочий режим при изменении давления и расхода охлаждающей воды путем ручного или автоматического изменения интенсивности излучения источника акустических колебаний. Возможность регулировки степени связи газовой камеры с атмосферой обеспечивает выбор рабочего режима устройства, исключающий выдачу ложных сигналов за счет выделения из охлаждающей воды растворенного воздуха. Соединение корпуса сосуда с генератором акустических колебаний через акустическую развязку и передача колебаний в охлаждающую воду при помощи согласующего элемента позволяет получить максимальный эффект выделения газов из воды при минимальных затратах энергии. Предложенное устройство пригодно для доменной печи любого объема и особенно для мощных доменных

печей полезным объемом 2700 м и 5000 м,

давление воды в гсистеме охлаждения которых достигает 8 ати и более, при котором известное устройство .неработоспособно.

На чертеже изображен общий вид описываемого устройства в вертикальном разрезе.

Устройство выполнено в виде -сосуда, содержащего изготовленный, например, из стали корпус 1 с входным Патрубком 2 для подвода воды от охладительного элемента. Верхняя часть внутренней полости сосуда представляет собой газовую камеру А, на которой установлены датчик давления газа 3 и клапан 4, регулирующий степень связи ее с атмосферой. В нижней части корпуса 1 сосуда расположен V-образный сливной патрубок 5 для создания гидрозатвора и вентиль б для регулирования уровня воды в сосуде.

На донной части корпуса 1 установлена жесткая мембрана акустической развязки 7, защемленная между фланцами 8, посредством которой закреплен концентратор 9, вход которого соединен с генератором акустических колебаний 10, например, магнитострикционным, а выход-с согласующим элементом 11.

Устройство работает следующим образом.

Отходящая после охладительного элемента вода через входной патрубок 2 поступает во внутреннюю полость корпуса 1 сосуда и через сливной патрубок 5 и вентиль 6, служащий для регулирования уровня воды в сосуде, уходит в сливной коллектор. В полости сосуда поток воды подвергается воздействию встречно направленных акустических колебаний, излученных генератором акустических колебаний 10 и передаваемых в полость сосуда с помощью концентратора 9, акустической развязки 7 и согласующего элемента И, передающего акустические колебания непосредственно в поток проходящей через сосуд воды. Нри нарушении герметичности (прогаре) охладительного элемента часть газов из рабочего пространства доменной печи захватывается и уносится охлаждающей водой. При этом в охлаждающей воде газы находятся как в свободном состоянии в виде отдельных пузырьков разных диаметров, так и в виде мелкодисперсных соединений газа с водой. Распространяясь в воде, акустические колебания встречают на своем пути движущиеся пузырьки газов и оказывают на них давление. По мере приближения пузырьков газа к согласующему элементу 11 давление на них возрастает, а скорость их постепенно затухает до полной остановки. Затем пузырьки объединяются друг с другом, резко увеличиваются в размерах и всплывают на поверхность воды, накапливаясь в газовой камере А сосуда. При достижении давления газов в газовой камере А 5-

-f-20 мм вод. ст. происходит замыкание контактов датчика давления газа 3 с выдачей электрического сигнала в схему контроля п сигнализации прогара охладительных элементов. При отсутствии прогара охладительного

элемента растворенный в воде воздух также выделяется из нее под действием акустических колебаний и накапливается в газовой камере А, что может привести к выдаче устройством ложного сигнала о прогаре. Для исключения выдачи устройством ложного сигнала газовая камера А сосуда выполнена с клапаном 4, с помощью которого выделившийся из воды воздух отводится в атмосферу. Степень связи газовой камеры А с атмосферой устанавливается при настройке устройства на рабочий режим.

Предмет изобретения

Устройство для обнаружения прогаров охладительных элементов доменных печей, содержащее газовую камеру с гидрозатвором и датчиком давления, подводящие и отводящие патрубки воды, отличающееся тем, что, с

целью повышения чувствительности устройства и надежности фиксации прогара при высоких давлениях воды, газовая камера снабжена встроенным в ее полость под патрубком ввода генератором акустических колебаний и

атмосферным клапаном.

Слиб