Тарельчатый клапан Советский патент 1983 года по МПК C21B7/18 

(54) ТАРЕЛЬЧАТЫЙ КЛАПАН

1

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию доменных печей.

Известно устройство клапана с грузовым уравновешиванием, содержащее привод, седло, двуплечий рычаг с итрнирно подвешенной к одному плечу запорной тарелью и закрепленным на другом плече противовесом. Уравновешивание и фиксация тарели клапана с необходимыми усилиями прижатия в двух крайних положениях осушествляется при помощи противовеса, закрепленного на рычаге. Открывание и закрывание клапана осуществляется с помощью соответствующего привода 1 .

Однако грузовое уравновешивание существенно увеличивает маховые массы и продолжительность цикла работы клапана. При этом в приводе .клапана возникают значительные динамические нагрузки при pasroHf торможении и, особенно, при замыкании. Указанмлыо недостатки снижают срок службы клппана,

уменьшают производительность агрегата,и приводят к значительному расходу . энергии.,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство клапана с торсионным уравновешиванием, содержащее привод, седло, шарнирно установленную на рычаге вала привода тарель. Уравновешивание и фиксация таре- ли клапана с необходимыми усилиями прижатия в двух крайних положениях осуществляется через системы рычагов, шарнирно связанных с торсионом, предварительное напряжение которого осуществляется с помощью винтовой стяжки. Открывание и закрывание известного устройства осуществляется с помощью привода, вращающего вал клапана С2 .

Однако торсионное уравновешивание, представляя собой пространственный механизм, существенно увеличивает габариты клапана, усложняет конструкшпо | монтаж и демонтаж агрегата, исключает возможность агрегатного способа ремонта.. Целью изобретения яв.ряется снижени габаритов клапана, облегчение условий монтажа и демонтажа, осуществление возможности агрегатного способа ремон та и упрощения конструкции. Указанная цель достигается тем, что тарельчатый клапан, содержащий привод, седло, шарнирно установленную на рычаг та рель, и механизм уравновещйвания и фиксации тарели в. крайних положениях, связанный одним концом через рычаг с валом тарели, механизм уравновешивания и фиксации тарели выполнен в виде двух звеньев, связанный между собой предварительно .напряженным пружинным элементом, и прикреплен другим конном к неподвижной опоре с возможностью пе ремещения в плоскости, перпендикулярной валу тарели. На фиг. 1 показана пространственная кинематическая схема клапана, закрытое положение; на фиг. 2 - схема уравновешивания клапана и фиксации его в крайних положениях - (Закрытое I , открытое И ) с пружинным элементом сжа тия; на фиг, 3 - то же, с пружинным элементом растяжения. Клапан состоит из вала 1 тарели (фиг, 1), рычага 2, на котором с помощью шарнира 3 закреплена тарель 4, в закрытом положении клапана плотно перекрывающие отверстие в седле 5. По концам вала 1 жестко закреплены два рь|лага, опии на которых является коромыс лом, шарнирного четырехзвенного механи ма 6 привода клапана, включающего в данном случае также червячный редуктор 7 и электродвигатель 8, второй рычаг посредством шарнира соединен с механизмом 9 уравновешивания, основой которого является пружинный элемент сжатия либо растяжения, второй конец этого механизма закреплен через шарнир 10 на неподвижной опоре, В крайних положениях клапана (закры том I и открытом I ) от веса тарели клапана и рычага возникают моменты М и М2(фиг,2), стремящиеся вывести тарель с рычагом в промежуточное положение. Механизм уравновешивания, противодействуя этим моментам (создавая через рычаг 11 соответственно моменты М1| и М 2 ) , надежно удерживает тарел с рычагом в крайних положениях, Механизм уравновешивания (фиг, 2) состоит из двух элементов 12 и 13, один из которых скользит в направляющих второгр, между которыми вставлена предварительно сжатая пружина 14, создавая необходимые усилия фиксации тарели клапана в крайних положениях. При использовании пружины растяжения 15 (фиг, 3) -конструкция механизма уравновешивания упрощается, так как исключены взаимоскользящие элементы. Клапан работает следующим образом, I. В закрытом положении клапана тарель 4(фиг, 1) плотно прижимается к седлу 5с требуемым усилием, обеспечиваемым сжатой (или растянутой) пружиной через рычаг 11, При открывании клапана крутящий момент от электродвигателя 8 через червячный редуктор 7 и четырех- , звенный шарнирный механизм 6 передается на вал тарели 1 и преодолевает уравновешивающий момент И1 , После прохождения рычагом 11 (фиг. 2 и З) мертвого положения - максимальное сжатие (растяжение) пружины - уравновешивающий момент, меняется знак на обратный, надежно фиксируя тарель 4 в открытом положении И , обеспеченном моментом М2. , -.- Закрывание клапана происходит в обратном порядке.Привод 8 (фиг. 1) вращает в-ал 1 тарели, преодолевает момент уравновешивания ML (фиг. 2 и 3) в крайнем открытом положении. После прохождения рычагом 11 мертвого положения уравновешивающий момент М2 меняет знак на обратный (создается и начинает расти уравновешивающий момент М который в крайнем положении, преодолевая момент MX, от веса рычага 2. и тарели 4, обеспечивает плотное и надежное прижатие тарели к седлу 5).. Предварительное напряжение пружин должно являться таким, чтобы моменты уравновешивания М и п(в крайних положениях тарели) были больше соответствующих моментов сопротивления М, и М2 (от собственного веса тарели). Величина предварительного напряжения является расчетным параметром и зависит в первую очередь от необходимого усилия прижатия тарели к седлу, которое должно быть достаточным для обеспечения герметичности клапана, а момент NVo удерживающий тарель в крайнем открытом положении iT , должен являться достаточным, чтобы предотвратить поворот клапана в промеж5точное положение, где рабочая поверхность клапана может оказаться под абразивным, воздействием потока сыпучего материала и запыленного газа.

Предлагаемая конструкция клапана с механизмом уравновешиэания и фиксации тарепи в крайних положениях позволяет применить агрегатный способ ремонта,

т.е. по сравнению с известным клапаном повысить производительность труда рабочих во время осуществления ремонта загрузочных устройств доменных печей, сократить их простои, повысить надежность работы клапанов. Имея малый; приведенный маховой момент, предлагаемая конструкция уравновешивания надежно удерживает тарель в закрытом состоянии при посадке в седло, предотвращая возможные отскоки ее и попа дание в зазор мелких кусочков ма.териалов, что устраняет пневмоабразивный износ контактных поверхностей и значительно увеличивает срок службы клапа на.

В результате использования изобретения за счет сокращения сроков ремонта и уменьшения затрат на его осуществле, ние, повышение срока службы контактных поверхностей клапана, экономический

эффект составляет около бОтыс. руб.

на оану доменную печь объемом 12000 мЗ.

формула изобретения

Тарельчатый клапан, содержащий привод, седло, шарнирно установленную на рычаге тарель и механизм уравно вешивания и фиксации тарели в крайних положениях, связанный одним концом через рычаг с валом тарели, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения габаритов клапану, облегчения монтажа и демонтажа, осуществления возможности агрегатного способа ремонта и упрощения конструкции, механизм уравновешивания и фиксации тарели выполнен в виде двух звеньев, связанных между собой предварительно напряженным пружинным элементом, и прикреплен другим концом к неподвижной опоре с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной валу тарели.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 572498, кл. С 21 В 7/18, 1976.