Уравнительный клапан доменной печи Советский патент 1982 года по МПК C21B9/12 

(5) УРАВНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

I

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию доменной печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущностиявляется уравнительный) клапан доменной печи, включающий корпус, седло, контактирующее с тарёлью, шарнирно закрепленной на рычаге, соединенным с вертикальным валом, установленным в двух подшипниковых опорах и соединенным посредством подпятника и шлицевой втулки с приводами вертикального и горизонтального перемещения 1.

Недостат;ком такого клапана при работе его в качестве уравнительного клапана является малая скорость открывания запорного органа. Это объ.ясняется тем, что в период разгона привода вертикального перемещения на него действуют большие усилия, определяемые давлением газа на тарель

Цель изобретения - уменьшение времени нахождения тарели в абразивНОМ потоке газа и увеличение вследствие этого срока службы уравнительного клапана.

Цель достигается тем, что в уравнительном клапане доменной печи, включающем корпус, седло, контактирующее с тарёлью, шарнирно закрепленной на рычаге, соединенном с вертикальным валом, установленным в двух подшипниковых опорах и связан10ным посредством подпятника и шлицевой втулки с приводами вертикального и горизонтального перемещения, вертикальный вал снабжен двумя пружинами, поджимающими шлицевую втулку, а

5 также двумя упорами, на которые оперты противоположные стороны пружин; при этом упоры жестко соединены с вертикальным валом, а на одном из них установлен направляющий ролик,

20 входящий в криволинейный паз корпуса.

На фиг. 1 изображен уравнительный клапан, общий вид-, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (поперечный разрез) -, на 3 3 - вид Б на фиг, 1, разрез ро Уравнительный клапан состоит из корпуса 1, с вмонтированным в него седлом 2, входящим в контакт с тарелью 3, которая шарнирно соединена с рычагом Ц, насаженным на вертикально установленный вал 5. Вал проходит через сальниковое уплотнение 6 и опирается на две подшипнико вые опоры 7. На валу 5 неподвижно закреплены два упора 8 и 9 и установлены две пружины сжатия 10, 11. Конструктивные параметры пружины выбираются такими, мтобы при деформации ее на величину равную 0,6-0,8 вертикального хода тарели (0,6iO,8 усилие сжатия было равно усилию действия на тарель сжатого в рабоче пространстве газа (Р), т.е. жесткос пружины (с) должна быть рассчитана по формуле с : (,е)Н. Жесткость пружины 11 выбирается из условия создания требуемых удель нь1х давлений (q) в зоне контакта та рели 3 с седлом 2: (q 0,7 - 0,85 10 Па), Пружины 10 и 11 сжатия опираются через упорные подшипники 12 и 13 на упоры 8 и 9 и нажимную втулку 1 сообщенную посредством резьбового соединения с приводом 15 вращения. Привод вертикального перемещения втулки 1 может быть также гидравлическим или пневматическим. На основании упора 9 смонтирован направляющий ролик 16, взаимодействующий с криволинейным пазом, выполненным на корпусе привода 17 (вид Б на фиг. 1 и фиг.З). В корпусе привода 17 выпол нены пазы, в которые входят выступы нажимной втулки 14, за счет того, что последняя имеет возможность передвигаться только в вертикальной плоскости. Клапан работает следующим образом При закрывании клапана нажимная втулка 1 посредством привода 15 сжимает пружину 11, которая, воздействуя на упор 9, перемещает вал 5 вверх, вводя тарель 3 в контакт с седлом 2. Величина требуемого усилия поджа тия тарели к седлу создается за счет сжатия пружины 11. При открывании клапана нажимная втулка 14 посредством привода 15 передвигается вертикально вниз, разгружая пружину 11 и сжимая пружину 10. При этом вал 5 находится в исходном положении до тех пор, пока усилие сжатия пружины 10 не сравняется с усилием,определяемым давлением газа на тарель 3. После выравнивания названных усилий, вал 5 двигается вниз, при этом направляющий ролик 16 перемещается по криволинейному пазу, благодаря чему тарель опускается вниз и поворачивается в горизонтальной плоскости, выходя при этом из абразивного потока газа. Благодаря тому, что с момента выхода тарели из контакта с седлом давление газа в рабочем пространстве резко умёньшается, а тарель, поворачиваясь в горизонтальнои плоскости, выходит из зоны действия газового потока, усилие действия пружины 10 на вал 5 превосходит реактивные силы газа. Поэтому система тарель-вал получает ускорение и скорость ее вертикального передвижения в несколько раз превосходит скорость нажимной втулки 14..Это приводит к тому, что время открывания клапана, как показывают расчеты, в 8-10 раз меньше, чем в существующих конструкциях. Величина деформации пружины 10 (h) находится в пределах (0,6-0,8)Н потому, что при h 0,6Н тарель двигается ускоренно только на величину, вертикального хода, а после этого значительный остаток пути, равный H-h медленно перемещается синхронно втулке 14, находясь сравнительно продолжительное время в газоабразивном потоке, подвергаясь интенсивному износу. Поэтому h целесообразно увеличивать, но не более чем до 0,8Н, так как на оставшемся участке пути (равном 0,2Н) систему вал-рычаг-тарель необходимо затормозить и остановить. Уменьшение времени нахождения тарели в потоке газа значительно увеличивает срок службы основных деталей газозапорного узла клапана. Уменьшение мощности привода, необ ходимой для открывания клапана, по сравнению с известным происходит по следующей причине. В начальный период работы привода сжатая пружина 11 способствует его разгону до тех

пор, пока ее деформация не будет равна нулю. В дальнейшем сжимается пружина 10, нагружая привод, i+ пока ее деформация возрастает от нуля до Н двигатель развивает номинальную мощность, после чего преодолевает максимальные нагрузки. .

Уменьшение нагрузок на привод происходит также и благодаря исключения из конструкции клапана контргруза, так как его роль выполняет пружина 11.

В известных конструкциях клапанов в начальный момент их открывания на привод действуют максимальные нагрузки, определяемые давлением уплотняемой среды на тарель, пЬэтому на преодоление их необходимо применять приводы повышенной мощности.

Следовательно, мощность привода уменьшается на 35-50%. При использовании конструкции уравнительного клапана ожидаемая эффективность за год по одной доменной печи составляет 1030 руб.

Формула изобретения .Уравнительный клапан доменной-петирующее с тарелью, шарнирно закрепленной на рычаге, соединенном с вертикальным валом, установленным в двух подшипниковых опорах и связанным посредством подпятника и шлицевой втулки с приводами вертикального

и горизонтального перемещения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени нахождения тарели в абразивном истоке газа и увеличения вследствие этого срока

службы уравнительного клапана, вертикальный вал снабжен двумя пружинами, поджимающими шлицевую втулку, и двумя упорами, на которые оперты противоположные стороны пружин, при

этом упоры жестко соединены с вертикальным валом, а на одном из них установлен направляющий ролик, входящий в криволинейный паз корпуса. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N5580A9, кл. С 21 А 9/12, 1977- ,