Фурменный прибор доменной печи

 

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) ((() (sI)ë С 21 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPbITVIRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4614546/02 (22) 17,07.89 (31) 87283 (32) 19.07.88 (33) LU (46) 15.07,92, Бюл. V 26 (71) Поль Вюрт С,А. (LU) (72) Пьер Мэллье, Эмиль Лонарди, Жорж Валь и Гюстав Эльпес (LU) (53) 621.784,6 (088.8) (56) Патент США N 3766868, кл, С 21 В 7/16, 1975, (54) ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ (57) Сущность изобретения: прибор содержит неподвижное колено 1 с патрубком 2, соединенное с кольцевой воздухораспределительной трубкой 3, подвижное колено 7 с патрубком 8 с одной стороны и соплом 6 с другой, подвижную трубу 9 и пару тяг, соединенных с патрубками 2, 8, Подвижная труба 9 размещена между патрубками 2, 8 подвижного 7 и неподвижного 1 колен и сопряжена с ними по сферическим поверх- . ностям 10; 11, Выходной торец сопла выполнен сферическим. Центр 14 кривизны сопряжения подвижной трубы 9 с неподвижным коленом 1 располагается на продольной оси этого колена в пределах его патрубка 2, а центр 15 кривизны поверхностей сопряжения патрубка 8 подвижного колена 7 с трубой 9 располагается на продольной оси этого патрубка в пределах его длины или длины соосного с ним участка

1748651

25

40 колена. Тяги соединены с патрубками с помощью шарниров, центры которых лежат в плоскостях, перпендикулярных продольным осям патрубков и проходящих через центры кривизны соответственно неподвижных и подвижных патрубков, На патрубках выполнены фланцы, с которыми соединен конец каждой тяги при помощи шайб со сферическими прилегающими поверхностями, центр кривизны которых располагается вне длины тяги в плоскостях, перпендикулярных продольным осям патИзобретение относится к металлургии и предназначено для подачи нагретого воздуха в доменную печь, Цель изобретения — повышение герметичности прибора путем увеличения степени подвижности его элементов и сокращение его габаритов, На фиг.1 показан прибор, разрез; на фиг,2 — то же, разрез по продольной оси подвижной трубы и примыкающих к ней патрубков; на фиг.3 — то же, в плоскости, повернутой относительно плоскости предыдущего разреза вокруг продольной оси на

90; на фиг.4 — 7 — различные положения подвижной трубы и примыкающих патрубков; на фиг,8 — то же, что на фиг,2,с вторым вариантом соединения патрубков; на фиг,9— узел соединения тяги и фланца патрубка на фиг.8; на фиг.10 — узел соединения патрубков и подвижной трубы по третьему варианту; на фиг,11 — то же, вид сбоку; на фиг.12— то же, разрез; на фиг.13 — то же, при смещении осей патрубков; на фиг.14 — то же, при наклоне оси одного патрубка относительно другого; на фиг,15 — то же, что на фиг,11, разрез; на фиг,16 — то же, при смещении осей патрубков; на фиг.17 — то же, при наклоне оси одного патрубка относительно другого, Фурменный прибор содержит неподвижное колено 1 с патрубком 2, соединенное с кольцевой воздухораспределительной .трубой 3, расположенной на стенке доменной печи 4. В стенке печи закреплена труба

5, с которой по сферической поверхности соединено сопло 6 подвижного колена 7.

Второй конец колена 7 соединен с патрубком 8, Между патрубками 2 и, 8 размещена подвижная труба 9, которая сопряжена с . . ними по сферам 10 и 11, Герметичность сферических соединений обеспечивается сильфонными компенсаторами 12 и 13, которые крепятся на патрубках 2 и 8 и подвижной трубе 9. Подвижная труба, колена с патрубрубков и проходящих через центры кривизны соответственно неподвижных и подвижных патрубков. Подвижная труба соединена с тягами с помощью направляющего фиксатора, выполненного в виде расположенной с охватом подвижной трубы рамки, шарнирно соединенной с тягами.

Рамка имеет форму кольца. Подвижная труба, колена с патрубками и сопло выполнены в виде кожухов с внутренним огнеупорным покрытием. 5 з.п. ф-лы, 17 ил. ками и сопло выполнены в виде кожухов с внутренним огнеупорным покрытием.

Центр 14 кривизны сопряжения подвижной трубы 9 с неподвижным коленом 1 располагается на продольной оси этого колена в пределах его патрубка 2. Центр 15 кривизны сопряжения подвижной трубы 9 с подвижным коленом 7 находится на продольной оси патрубка 8 в пределах его длины. Центр 16 кривизны сопряжения сопла 6 и трубы 5 находится ча продольной оси сопла. Таким образом; три точки 14, 15 и 16 образуют шарнирное соединение с тремя точками в пространстве, которое позволяет иметь достаточные угловые перемещения сопла 6 и подвижной трубы 9, чтобы скомпенсировать все относительные перемещения между кольцевой трубой 3 и стенкой печи 4, 20 Шарнирные соединения подвижной трубы 9 расположены так, что оба ее конца имеют вогнутую форму, а прилегающие к ним концы патрубков — выпуклую, Это позволяет сократить длину подвижной трубы

9, опустить трубопровод 3 и приблизить его к стенке печи 4. За счет этого уменьшаются габариты и стоимость прокладки трубопровода 3.

Можно увеличить длину трубы 9 за счет разнесения центров кривизны 14 и 15, что позволит увеличить степень подвижности элементов прибора и повысить его герметичность, На фиг,2 и 3 показаны более детально два шарнирных соединения 10 и 11 по обе стороны от подвижной трубы 9. Радиусы кривизны R1 и R2 двух шаровых сферических соединений 10 и 11 предпочтительно одина-ковые.

Компенсаторы 12 и 13 не могут удержать вес трубы 3, предусматривается пара тяг, диаметрально противоположных друг другу и соединяющих верхний патрубок 2 с нижним патрубком 8, В способе реализа1748651 ции, показанном на фиг,2 и 3, тяги 17, 18 показаны на фиг.4 — 7, могут происходить одзакрепляются на осях 19, которые соедине- новременно, ны с патрубками 2 и 8, Однако для того На фиг,8 показан предпочтительный чтобы обеспечить подвижность, тяги 17 и 18 способ реализации, который позволяет укодолжны закрепляться на осях 19 с достаточ- 5 ротить тяги в способе реализации по фиг.2. ным зазором, Для получения такой подвиж- B способе реализации по фиг,8 на двух патности необходимо также, чтобы ocb двух рубках 2 и 8 имеются круглые фланцы 20 осей 19 патрубка 2 проходила через центр и 21, к которым прикреплены компенсакривизны14верхнегошарнирногосоедине- торы 12 и 13 и через которые проходят ния 10, Точно так же нижние оси 19 должны 10 тяги 22 и 23. быть закреплены на патрубке 8 таким обра- Соединение между концами тяг 22, 23 и зом, чтобы их оси также проходили через фланцами20,21детальнопоказанонафиг.9 центр кривизны 15 нижнего шарнирного со- с обозначениями соединения между тягой единения 11, 23 и фланцем 20, а три других соединения

На фиг,4-7 иллюстрируются различные 15 идентичны соединению, показанному на возможности подвижности воздухопровод- фиг,9, Во фланце 20 имеется отверстие 24 ной трубы 3, На фиг,4, например, показано для пропускания тяги 23. Это отверстие доотносительное боковое смещение с ампли- статочно широкое, чтобы позволить некототудой между верхним патрубком 2 и нижним рый наклон тяги 23 по отношению к фланцу патрубком 3, Такое смещение может быть 20 20 при движениях, показанных на фиг.4-7, вызвано, например, горизонтальным пере- Тяги удерживаются гайками 25, которые намещением кругового трубопровода 3 по от- винчиваются на концы тяг снаружи фланцев ношению к печи или вращением этого 20,21. Междукаждойгайкой25исоответсттрубопровода по отношению к печи, Как . вующим фланцем 20 или 21 располагаются видно из фиг,4, оси патрубков 2 и 3 остаются 25 две шайбы 26, 27. Их прилегающие поверхпараллельными относительно друг друга, а ности скользят одна по другой вследствие подвижная труба 9 компенсирует это сме- наклона тяги по отношению к фланцу. В щение, располагаясь так, что ее ось прохо- соответствии с особенностями этого спосодит через центры кривизны 14 и 15 двух ба реализации прилегающие поверхности шарнирных соединений 10 и 11, Это движе- 30 скольжения шайб 26, 27 имеют сферические ние вызывает, с одной стороны, сжатие гоф- кривизны. центр их кривизны располагаетров компенсаторов 12 и 13 и расхождение ся вне фланцев 20, 21 на оси тяг 22, 23 или гофров компенсаторов с противоположной на продолжении этих осей, Кроме того, стороны. центр кривизны шайб 26, 27 должен распоНа фиг.5 и 6 показаны изгибы в разных 35 лагаться в диаметральной плоскости патнаправлениях воздухопроводной трубы на рубка 2, в которой находится центр уровне подвижной трубы 9. В каждом из кривизны 14 шарового шарнирного соедиэтих случаев нижних патрубок 8 наклоняет- кения 10 между этим патрубком 2 и трубой ся на угол по отношению к оси верхнего 9. Следует отметить, что две шайбы 26 и 27 патрубка 2, Этот изгиб компенсируется тру- 40 могут быть заменены соответственно оснобой 9, которая автоматически размещается ванием во фланце 20 и выпуклой поверхнотак,,что ее ось проходит через центры кри- стью гайки 25. визны 14 и 15 двух шарнирных соединений, Преимущество конструкции в соответт.е, ее ось образует угол а /2 с осью верх- ствии с фиг,8 и 9 в том, что можно или сблинего патрубка 2 и угол а /2 с осью 45 зить каждый из фланцев 20, 21 к трубе 9 на нижнего патрубка S, Положения на фиг.5 и расстоянии Р, равное радиусу кривизны

6 получаются из относительного вертикаль- шайб 26, 27 и уменьшить на 2Р длину кажного перемещения между круговым трубоп- дой из тяг 22, 23, или же увеличить радиусы роводом 3 и стенкой 4 печи. кривизны двух шаровых шарнирных соедиНа фиг,7 показано боковое смещение .50 нений 10, 11 и увеличить тем самым расстомежду верхним и нижним патрубками 2 и 8 яние между их центрами кривизны 14 и 15. аналогично смещению на фиг.4, но в на- На фиг.4 — 7 показано, что компенсация правлении, перпендикулярном перемеще- различных относительных перемещений ниям на фиг.4, т.е. смещение на фиг,7 между верхним и нижним патрубком реалипроисходит в плоскости фиг.1, Следует от- 55 зуется путем выстраивания в ряд оси пометить, что на фиг.4 — 7 показаны элементар- движной трубы 9 на центрах кривизны 14 и ные движения, однако на практике 15двухшаровыхшарнирныхсоединений. В движения воздухопроводнойтрубыЗболее способе реализации. показанном на сложные, т,е, смещения и наклоны, которые фиг,10 — 17, предлагается способствовать on1748651

20 проиллюстрированы на фиг.15-17, нагружают шарнирные соединения на уровне кольца 28, Как это, в частности, показано на

30

50 ния надежности при сохранении герметичности прибора за счет увеличения степени подвижности его элементов и сокращения

его габаритов, кривизна поверхностей сопряжения патрубка подвижного колена с

Шарнирные узлы 37 могут быть заменены более сложными шарнирными соединениями для того, чтобы реализовать размещение в соответствии с фиг.8. 5

Таким образом, тяги 31 и 32 удерживают постоянное заранее определенное расстояние между патрубками 2 и 8, они удерживают плавающей подвижную трубу 9 между, патрубками 2 и 8, тимальному расположению подвижной трубы 9, чтобы избежать всяких случайных перемещений и черезмерного трения на уровне соедйнений шарнирных сочленений.

На фиг.10 и 11 показаны виды сбоку подвижной трубы 9, которая имеет по обе стороны компенсаторы 12, 13, окружающие шаровые сочленения 10 и 11, которые не видны на этих фигурах, B округ подвижной трубы 9 располагается рамка 28, например, квадратная (предпочтительно в форме кольца). Она соединяется шарнирно с этим элементом, например, на диаметрально противоположных осях 29 и 30, располагаемых в проходных отверстиях кольца 28 и кожухе подвижной трубы 9. Таким образом, кольцо

28 может поворачиваться по отношению к общей оси 0 двух осей 29, 30, и наоборот. В кольце 28 имеются, кроме того, смещенные на 90 по отношению к оси вращения 29, 30 два шарнирных соединения, диаметрально противоположные, которые соединяют кольцо с двумя тягами 31, 32, Зти шарнирные соединения могут быть, в самом простом случае, образованы двумя парами вилок 33 и 34, которые снаружи привариваются к кольцу 28 и в закругленных выемках, в которые вставляется крестовина 35,.36 с круглым сечением, соединенная с тягами

31, 32. Оси крестовин 35, 36 образуют две оси вращения между кольцом 28 с одной стороны и тягами 31, 32 с другой стороны, и наоборот, эти две оси параллельны оси по- ворота О.

Каждая из двух тяг 31, 32, кроме того, своими верхними и нижними концами шарнирно соединяется соответственно с верхним 2 и нижним 8 патрубками. Каждое иэ этих шарнирных соединений может быть образовано простым шарнирным узлом 37, состоящим из втулки поворота 38, которая вставляется в двойное ушко, закрепляемое на соответствующем патрубке, и отверстия в конце тяги 31 или 32. Проходные отверстия в концах тяг 31, 32 выполнены продолговатыми и в, них имеются закругленные опорные поверхности, чтобы позволить тя,гам 31, 32 поворачиваться в плоскости фиг.11.

Фиг.12 — 17 иллюстрируют различные возможности относительного перемещения и поворота между патрубками 2 и 8 и способ, которым компенсируются эти перемещения за счет соответствующей установки подвижной трубы 9.

Относительные перемещения и повороты между патрубками 2 и 8, которые показаны на фиг.12 — 14; нагружают шарнирные соединения только на уровне шарнирных узлов 37 между тягами 31, 32 и патрубками, а шарнирные соединения на уровне кольца

28 не нагружаются, как это показано на фиг.12 и 13, так как кольцо сохраняет по отношению к тягам и подвижной трубе 9 свое диаметральное нейтральное положение (фиг,10).

Наоборот, поперечные деформации по отношению к плоскости фиг.12-14, которые фиг.16 и 17, перемещение в этой плоскости вызывает параллельную деформацию между тягами 31, 32 и кольцом 28 за счет поворота кольца вокруг оси О по отношению к подвижной трубе 9 и за счет относительного поворота между кольцом 28 и тягами 31, 32, Формула изобретения

1, Фурменный прибор доменной печи, содержащий неподвижное колено с патрубком, соединенное с кольцевой воздухораспределительной трубой, подвижное колено с патрубком с одной стороны и соплом с другой, подвижную тоубу, размещенную между патрубками подвижного и неподвижного колен и сопряженную с ними по сферическим поверхностям, а также пару тяг, соединенных с патрубками, при этом выходной торец сопла выполнен сферическим, центр кривизны сопряжения подвижной трубы с неподвижным коленом расположен на продольной оси этого колена в пределах его патрубка, а подвижная труба, колена с патрубками и сопло выполнены в виде кожухов с внутренним огнеупорным покрытием, о тл и ч а ю щи и ся тем,что, с целью повышетрубой выполнена радиусом, центр которого расположен на продольной оси патрубка в пределах его длины или соосного с ним участка колена, 2, Прибор по п,1,о тл ич а ю щи йся тем, что тяги соединены с патрубками с по1748651

10 мощью шарниров, центры которых лежат в плоскостях, перпендикулярных продольным осям патрубков и проходящих через центры кривизны соответственно неподвижных и подвижных патрубков, 3. Прибор по п,1, отличающийся тем, что на патрубках выполнены фланцы, с которыми соединен каждый конец тяги при помощи шайб со сферическими прилегающими поверхностями, центр кривизны которых расположен вне длины тяги в плоскостях, перпендикулярных продольным осям патрубков и проходящих через центры кривизны соответственно, неподвижных и подвижных патрубков.

4. Прибор по пп,1 — 3, отn и ч а ю щи йс я тем, что подвижная труба соединена с

5 тягами с помощью направляющего фиксатора.

5, Прибор по п.4, отличающийся тем, что направляющий фиксатор выполнен в виде расположенной с охватом подвижной

10 трубы рамки, шарнирносоединеннойстягами.

6, Прибор по п.5, отличающийся тем, что рамка имеет форму кольца.

Фиг. 5

1748651

Фиаб

Я " /5

Фиг.8

1748651

1748651

У

ФаИ7

Составитель Г.Максименко

Техред М,Моргентал Корректор Э,Лончакова

Редактор М.Циткина

Заказ 2514 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101