Клапан загрузочного устройства доменной печи

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

C Q.

/О

СР 3 сО

Cb

Cb

00 щит f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3557053/22-02 . (22) 23.02.83 (46) 15.03.84. Бюл. II 10 (72) " ° Г Селегей, А. И. Лесной, С. Я. Стан и В. Н. Нечипоренко (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л. И. Брежнева (53) .669.162,24(088.8) (56) 1. Каталог "Доменное оборудование", ч. II, под ред. И. М. Елинсона, М., НИИИНФОРМТЯИМАШ. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

956565, кл. С 21 В 7/20, 1981. (54)(57) КЛАПАН ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий корпус, седло с мягким уплотнительным

„„SU„„1079668 A

С 21 В 7/18; F 16 К 9/00 элементом и тарель, закрепленную на рычаге, установленном на валу, кинематически связанном с приводом, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы и повышения надежности работы клапана, седло выполнено с горизонтальным кольцевым глухим пазом и снабжено установленными в пазу защитными элементами в виде частей плоского кольца, внутренняя поверхность которого коническая с углом между ее образующей и горизонтальной плоскостью 10-45 причем элементы подпружинены со стороны дна паза и выполнены на торцо" вой поверхности с направляющими выступами.

1079668

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию доменных печей.

Известен уравнительный клапан, состоящий из корпуса с вмонтирован- 5 ным в него седлом, тарели, шарнирно соединенной с рычагом, неподвижно установленным на валу, о-ирающемся на подшипниковые опоры и кинематически соединенным с приводом L1). 10

Недостатком этого клапана является ограниченный срок службы деталей запорного узла. Это объясняется тем, что в период открывания клапана, контактные поверхности седла и тарели находятся в покое запыленного газа, движущегося с большой скоростью это сопряжено с интенсивным газообразивным износом. Также имеют место частые случаи образования локаль- ур ных очагов продувов седла и тарели в зоне их контакта при закрытом состоянии клапанов. Такие продукты возникают потому, что контактные поверхности наплавляются твердыми спла-25 вами, в которых при наплавке практически всегда возникают микротрещины, служащие впоследствии каналом для

I1 II прохода газа.

Кроме того, необходимо (при приме-3О

«1 нении жестких контактных поверхностеи) создание больших удельных давлении в зоне контакта седла и тарели, что сопряжено с применением контргрузов с большой массой и значительным увеличением металлоемкости конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является клапан загрузочного устройства доменной печи, включа- 4 ющий корпус, седло с мягким уплотнительным элементом, а также тарель, закрепленную на рычаге, установленном на валу кинематически связанным с

I приводом (2 ).

Недостатком данного клапана является нахождение контактной поверхности мягкого уплотнительного элемента в потоке движущегося запыленного газа в период открывания клапана.

Цель изобретения — увеличение срока службы и повышение надежности работы клапана.

Указанная цель достигается тем, что в клапане загрузочного устройст- S5 ва доменной печи, содержащем корпус, седло с мягким уплотнительным эле" ментом и тарель, закрепленную на рычаге, установленном на валу, кинематически связанном с приводом, седло выполнено с горизонтальным кольцевым глухим пазом и снабжено установленными в пазу защитными элементами в виде частей плоского кольца, внутренняя поверхность которого коническая с углом между ее образующей и . горизонтальной плоскостью 10-45О, причем элементы подпружинены со стороны дна паза и выполнены на торцовой поверхности с направляющими выступами.

Благодаря тому, что седло снабжено подвижными подпружиненными защитными элементами, взаимодействующими с тарелыз, стало возможным защитить поверхность мягкого уплотнительного элемента от взаимодействия с потоком запыленного газа (движущегося в период открывания клапана). Это позволяет уменьшить газообразивный износ контактной поверхности седла и тем самым увеличить срок службы и надежность работы клапана.

На фиг. 1 показан клапан, общий вид; на фиг. 2 — защитный элемент, общий вид; на фиг. 3 — разрез Л-А на фиг. 2.

Клапан состоит из корпуса 1 с вмонтированным в него седлом 2 с выполненным в нем горизонтальным кольцевым пазом 3, в котором установлены три (или более) защитных элемен -а подпружиненных со стороны дна паза посредством пружин 5. Защитные элементы 4 (фиг. 2 и 3) выполнены в виде частей плоского кольца, внутренняя поверхность которого коническая, причем угол между ее образующей и

/ 1 горизонтальной плоскостью (сс) составо ляет не менее 10 . Защитные элементы

4 имеют расположенные радиально вдоль их оси симметрии направляющие выступы 6 (фиг. 2 и 3), входящие в радиальные пазы в седле 2. В стенках паза выполнены кольцевые проточки, в которых установлены сальниковые манжеты 7 и 8, контактирующие с поверхностями защитных элементов 4.

Седло 2 разъемное, в его верхней части выполнена проточка, в которой монтируются мягкие уплотнительные элементы 9 (изготовленные из термостойкой резины или других аналогичных материалов), входящие в контакт с тарелью 10, шарнирно соединенной с рычагом 11, неподвижно закрепленным на валу 12, опирающимся на под1079668 шипниковые узлы и кинематически связанным с приводом (не показан).

Контактные поверхности уплотнительных элементов 9 и тарели 10 выполнены по конусу, угол наклона образующих которого к горизонтальной плоскости ра ен углу наклона образующих конусной поверхност-и защитных элементов 4 о .

Внутренние поверхности седла 2 выполняются по радиусу, причем К„>Р

2 что необходимо для создания " .рамплина", способствующего уменьшению воздействия движущего потока запыленного газа на поверхность защитных элементов 4, Угол с должен быть больше 10 что необходимо для исключения самозаклинивания тарели 10 и защитных элементов 4 в процессе их взаимодействия. Выполнять g более 49 нецелесообразно, так как удельные давления в зоне контакта указанных деталей возрастают пропорционально о, а при увеличении удельных давлений сни- жается срок службы мягких уплотнитель ных элементов.

Уравнительный клапан работает следующим образом.

В закрытом состоянии клапана та30 рель 10 входит в контакт с уплотнительным элементом 9, защитные элементы 4 находятся в сдвинутом в сторону дна паза 3 положении, пружины 5 сжаты.

При открывании клапана тарель 10

35 приводится в движение посредством при вода через вал 12 и рычаг 11.При этом она выходит из контакта с уплотнительными элементами 9 и освобождает полость паза. В связи с тем, что на 40 защитные элементы 4 постоянно воздействуют пружины 5, они будут прижиматься коническими поверхностями к контактной поверхности тарели и про- . двигаться при этом по пазу 3 к цент45 ру седла 2. В момент выхода тарели 10 из паза 3 защитные элементы 4 полностью перекроют доступ газа к уплотнительным элементам 9. При движении тарели открывается проходное сечение седла, и запираемый клапаном газ придет в движение. В процессе истечения газа, он в большей степени воздействует на поверхности седла с радиусами кривизны R „ и R и в меньшей

2 степени — на поверхность защитных элементов 4, так как она находится в "тени" от трамплина", образованного поверхностью с радиусом R г.

После поворота вала 12 на 90-100е он остановится. Истечение газа через проходное сечение седла 2 продолжается до того момента, пока не выровняется давление газа в рабочем пространстве, запираемом уравнительным клапаном, и в пространстве, в которое истекает газ.

В период закрывания клапана тарель

10 посредством привода приводится в движение. При подходе к седлу контактная поверхность тарели 10 входит во взаимодействие с конической поверхностью защитйых элементов 4, в результате этого последние смещаются в сторону дна паза 3, освобождая пространство над уплотнительным элементом

9. После этого тарель 10 войдет в контакт с уплотнительными элементами

9, создав при этом герметичность газозапорного узла клапана.

Применение предлагаемой по изобретению конструкции уравнительного клапана позволяет в 3-4 раза увеличить срок службы седла, тарели и корпуса за счет исключения возможности образования очагов локального продува контактных поверхностей, а также защиты поверхностей уплотнительных элементов от прямого воздействия движущегося с большой скоростью:

1079668

Составитель Ю. Серов

Редактор Т. Веселова Техред Ж.Кастелевич Корректор А, Повх

Заказ 1260/25 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнав, 4