Тарельчатый клапан Советский патент 1977 года по МПК C21B7/18 

динен с приводом 11, выполненным в данном случае в виде шестерни, зубчатой рейки и силового гидроцилиндра. Предварительно напряженный торсион 8 развивает крутящий момент Т, который через четырехзвенную рычажную передачу, содержащую звенья 5-7, создает на валу клапана крутящий момент Мт. На вал клапана действует также крутящий момент Мкл от веса тарели 2 с рычагом 3. В доменных печах большого объема вес запорной тарели с рычагом у газоотсекающих клапанов достигает 1,2-1,5 т. С целью увеличения быстродействия клапана, снижения динамических нагрузок и мощности привода необходимо уравновесить крутящий момент Мкл, развиваемый весом тарели и рычага, а также уменьшить приведенный момент от маховых масс подвижных частей клапана. В случае, если тарель клапана необходимо фиксировать с заданным усилием прижатия лишь в одном закрытом положении, то мертвое положение четырехзвенного механизма может располагаться вне пределов рабочего хода рычажного механизма уравновешивания. Рассматриваемый клапан доменной печи необходимо фиксировать в двух крайних положениях - закрытом и открытом, причем конструктивная особенность клапана состоит в том, что центр тяжести (Ц. Т.) запорной тарели 2 с рычагом 3 смещен относительно оси вала кланана таким образом, что в крайних положениях тарели он создает момент Мкл различного направления относительно оси вала клаиаиа (см. фиг. 1).

Клапан работает следующим образом.

В закрытом положении запорная тарель 2 прижимается к седлу 1 с необходимым усилием, которое развивает торсион 8 через четырехзвенную рычажную передачу, содержащую звенья 5-7. Предварительное закручивание торсиона 8 производится стяжкой 10. При открывании газоотсекающего клапана привод И вращает вал клапана, преодолевая усилие прижатия запорной тарели к седлу. После прохождения рычажным механизмом мертвого положения крутящий момент Мт на валу клапана изменяет направление и впоследствии тарель 2 с рычагом 3 прижимается с необходимым усилием в крайнем открытом положении за счет момента Т, развиваемого предварительно напряженным торсионом 8. Закрывание клапана осуществляется в обратном порядке. Привод 11 вращает вал клапана, преодолевая усилие прижатия тарели 2 с рычагом 3 в крайнем открытом положении. Г1осле прохождения рычажным механизмом мертвого положения крутящий момент Мт на валу клапана изменяет направление на противоположное и в последствии тарель 2 прижимается к седлу 1 с необходимым усилием прижатия и фиксируется за счет момента Т, развиваемого торсионом 8.

При отказе энергосистемы привода запорная тарель клапана фиксируется с необходимыми усилиями прижатия в крайних полот ниях. Предварительное напряжение торсиона должно быть таковым, чтобы развиваемый им момент Мт на валу клапана был противоположен по направлению и превосходил момент, создаваемый собственным весом клапана Мкл, на величину, достаточную для обеспечения необходимого усилия прижатия тарели в крайнем положении. Предварительный

угол закручивания торсиона является расчетным параметром и зависит от необходимого усилия прижатия запорной тарели к седлу, жесткости торсиона и передаточного отношения рычажного механизма. Усилие прижатия

тарели к седлу должно быть достаточным для обеспечения герметичности клапана, а усилие прижатия тарели в крайнем открытом положении - достаточным, чтобы предотвратить проворачивание и возврат клапана в промеи уточное положение, где рабочая поверхность клапана окажется под абразивным воздействием потока сыпучего материала и запыленного газа. Крутящий момент привода, необходимый

для срабатывания клапана, определяется заданными усилиями прижатия тарели в крайних положениях и представляет собой разность уравновешивающего момента Мт, создаваемого торсионом, и момента Мкл от собственного веса тарели с рычагом. Так как необходимый для срабатывания момент привода уравновешенного клапана оказывается в несколько раз меньше, чем указанный момент для неуравновешенного клапана, то предлагаемое уравновешивание приводит к уменьшению нагрузок, сокращению времени срабатывания и экономии энергии привода.

Из мертвого положения четырехзвенный рычажный механизм выводится за счет сил веса тарели и рычага. Поэтому даже при отказе системы привода тарель устанавливается в одном из крайних положений и обеспечивает работу доменной печи на резервном режиме.

Формула изобретения

Тарельчатый клапан, содержащий привод, седло, шарнирно установленную на рычаге вала привода тарель и механизм уравновешивания и фиксации тарели, кинематически связанный с этим валом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок в системе привода и повышения быстродействия клапана, механизм уравновешивания и фиксации тарели выполнен в виде предварительно напряженного торсиона, связанного через четырехзвенный рычажный механизм с валом привода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 281494, кл. С 21В 7/18, 15.06.69. Риг. 1

Фиг. 2