Устройство для обнаружения неисправности охлаждаемых элементов металлургических агрегатов Советский патент 1983 года по МПК C21B7/24 

Изобретение относится к охлаждению металлургических агрегатов, к устройствам обнаружения повреждений охлаждаемых элементов, в частности холодильников и фурм доменных печей, клапанов воздухонагревателей, , Известно устройство для контроля прогара фурм, включающее колпаковый поплавок, помещенный в емкость, заполненную жидкостью, патрубок, сообщающийся с системой охлаждения, по которому газ из системы охлаждения попадает под колпаковый поплавок,а также преобразователь поступательного движения поплавка в сигнал и приемник сигнала 1 ,

Однако данное устройство реагирует только на наличие газа в системе охлаждения, а также неисправности, так как прекращение по каким-либо причинам подачи хладагента в систему охлаждения не фиксируется из-за того, что носителем Поплавка является жидкость, находящаяся в емкости, а не охлаждак1щая среда системы охлаждения. Устройство громоздко, сложно в обслуживании для поддержания уровня .воды в емкости необходимо дополнительно подавать воду. Кроме того, при возвратно-поступательном движении прплавка возможно его заклинивание, что резко снижает надежность устройства,

На1 более близким к предлагаемому является устройство для обнаружения повреждений охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, установленное на отводящем хладагент трубопроводе и содержащее герметичную .ем10кость, поплавок с магнитным элементом, магниточувствительный приемник сигналов. При повреждении охлаждаемого элемента и попадании печного газа в систему и емкость поплавок

15 опускается вниз, а магниточувствительный приемник сигнсшов выдает информацию о повреждении охлаждаемого элемента 2 ,

Недостатком известного устройства

20 является то, что при заполнении объема емкости газообразным веществом устройство сигнализирует о наличии повреждения охлаждаемого элемента,не предоставляя информации о степени

25 повреждения. Так, например, при образовании микротрещин в корпусе фурмы печные газы заполняют емкость, и устройство выдает сигнал о повреждении данной фурмы. Однако необходи30мость немедленной замены с микротрещнной отсутствует, так как вода в печь не попадает, а охлаждение фур мы практически не нарушается. Для выяснения степени повреждения охлаждаемого элемента требуется выпустить газ из емкости и затем по времени очередного накопления газа в емкости определяется степень повреждения и необходимость замены или отключения охлаждаемого элемента. Кроме того, при определенных условиях растворенные в охлаждающей воде газо образные вещества заполняют емкость и устройство выдает ложный сигнал о повреждении охлаждаемого элемента В этом случае также требуется выпус- тить газ из емкости и опред,елить вре ,мя заполнения емкости газообразным веществом. Цель изобретения - определение степени повреждения охлаждаемых элементов. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для обнаружения неисправности охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, установленном на отводящем хладоагент трубо проводе и содержащее емкость, поплавок с магнитным элементом, магниточувствительный приемник сигналов, емкость снабжена запорным водяным затвором, выполненным в виде U-образ ного трубопровода, один конец которо го сообщен с полостью емкости в ее верхней части, а другой выполнен открытым, при этом одно колено U-образ ного трубопровода расположено под уг лом к вертикальной плоскости. Длина участков трубопровода и угл их наклона выбраны таким образом, чтобы в npouecqe вытеснения газов хладагента из трубопровода достйга-; лось равенство разности уровней хладагента в трубопроводе статическо му давлению хладагента на уровне поплавка в нижнем его положении. При этом внутренний диаметр трубопровода выбирается из условия вытеснения хладагента газообразным веществом без прорыва последнего через хладагент. На фиг. 1 показано устройство с трубопроводом, выполненным в виде острого колена, общий вид,- Фиг.2 то же с трубопроводом в виде и-образ ной трубы. Устройство установлено на отводящем хладагент трубопроводе 1 и состоит из емкости 2, поплавка 3 с магнитным элементом 4, магниточувствительным приемником сигналов 5 и содержит запорное самосбрасывающее гидравлическое устройство типа водяного затвора, выполненное в виде трубопровода 6, состоящего из участков 7 и 8 (фиг. 1) и 7-10 (фиг.2). Участок 7 (фиг. 1) расположен под yr лом 90° к вертикали. Участки 8 л 10 (фиг. 2 расположены к вертикали под углом 90°. Участок 7 сообщен с полостью емко.сти в ее верхней части, а другой 8 (фиг. 1) и 9 (фиг. 2) выполнен открытым. Хладаге1 т, циркулирующий в системе-охлаждения, заполняет при нормальном состоянии полностью емкость 3 и частично трубопровод 6 на высоту пьезометрического напорв. Устройство работает следующим образом. При нормальной работе системы охлаждения хладагентом заполнен весь объем емкости 2 и частично трубопровод 6 до пьезометрического уровня. При этом поплавок 3 находится в исходном нормальном положении в верхней части емкости. При повреждении охлаждаемых элементов печные газы попадают в систему охлаждения, накапливаются в емкости 2 и начинают вытеснять хладагент из нее и соответственно из трубопровода 6. По мере накопления газа уровень воды в емкости 2 и вместе с ним поплавок 3 опустятся до данного уровня срабатывания устройства, магниточувствительный приемник 4 зафиксирует нижнее положениие поплавка с соответствующей звуковой или световой сигнализацией. Одновременно с понижением уровня воды в емкости происходит вытеснение хладагента и запорного устройства. IПричем конфигурация трубопровода 6 из длины участков 7-10 выбраны таким образом, что при достижении поплавком нижнего сигнального уровня разность уровней столба хладагента, отделень ого газом в трубопроводе, должна быть равна статическому давлению хладагента на уровне нижнего положения поплавка. При дальнейшем поступлении газа в емкость 2 столб хладагента, находящегося в трубопроводе поднимается до достижения открытого конца трубопровода 8 и 9, после чего хладагент из трубопровода выливается, давление его столба падает, уровень хладагента в емкости повьлиается и после полного вытеснения хладагента из трубопровода установится исходное положение, поплавок 3 поднимется в верх|Нее положение/ а хладагент заполнит .трубопровод до пьезометрического уровня. При дальнейшем поступлении газа из поврежденного элемента цикл повторяется, т.е. магниточувстпительный приемник выдает сигнал о повреждении с определенной частотой, соответствующей степени повреждения охлаждаемого элемента, с увеличением степени разгерметизации охлаждаемого элемента частота поступления сигнала увеличивается, т.е. по частоте поступления сигналов определяют степень разгерметизации и момент необходимости замены или отключения от системы ох лаждения поврежденного охлаждаемого элемента.

Частота заполнения газообразным веществом емкости фиксируется прибором и преобразуется в сигнал о необходимости замены или отключения поврежденного элемента.

Однако возможны другие варианты использования и осуществления изоб ретения. Так,например, запорное самосбрасывающее устройство может быть выполнено в виде змеевика, один конец .которого подключен к полости емкости, а другой конец, заканчиват« щийся вертикальным участком, выполнен открытым.

Предлагаемое устройство позволит автоматизировать контроль за исправностью охлаждаемых элементов; оперативно определять местоположение и степень повреждения охлаждаемого элемента; исключить поступление ложных сигналов о повреждении, упростить эксплуатацию системы охлаждения, исключить трудоемкие операции по поиску поврежденных элементов; повысить безаварийность работы металлургических агрегатов.

Применение предлагаемого устройства только на воздушных фурмах доменной печи объемом 1800 м составит 66 тыс. руб. в год за счет экономии кокса при своевременной замене поврежденной фурмы и исключении попадания воды в рабочее пространство печи.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения неисправности охлаждаемых элементов металлургических агрегатов, установленное на отводящем хладагент трубопроводе и содержащее емкость, поплавок с магнитным элементом, магниточувствительный приемник сигналов, отличающееся тем, что, с целью определения степени повреждения охлаждаемых элементов, емкость снабжена запорным водяным затвором, выполненным в виде К-образного тру,бопровода, один конец которого сообщен с полостью емкости в ,ее верхней

части, а другой выполнен открытым, при этом одно колено и-образного трубопровода расположено под углом к вертикальной плоскости.

. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии № 10 521, 50-40366, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 836109, кл. С 21 В 7/24, 1979.

в 6