Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана



Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана
Загрузочная установка шахтной печи и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана

 


Владельцы патента RU 2491352:

ПОЛЬ ВУРТ С.А. (LU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочной установке для доменной печи. Установка содержит по меньшей мере два бункера для промежуточного хранения подлежащего загрузке в печь шихтового материала и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана. Агрегат нижнего газоуплотнительного клапана содержит корпус, который расположен под бункерами. Корпус имеет по меньшей мере два впускных отверстия, соответственно взаимодействующих с одним из бункеров, и выпускное отверстие. Каждое впускное отверстие имеет соответствующее сопряженное седло клапана, обеспечивающее газонепроницаемое уплотнение бункеров. Агрегат содержит также механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения впускных отверстий. Механизм газоуплотнительного клапана содержит одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, которая взаимодействует с обоими из по меньшей мере двух седел клапанов. Использование изобретения обеспечивает уменьшение воздействия агрессивных неблагоприятных условий на уплотнительную поверхность запорной тарели в агрегате нижнего уплотнительного клапана. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Область техники

Данное изобретение в целом относится к загрузочной установке для шахтной печи, прежде всего для доменной печи, и более конкретно к агрегату нижнего газоуплотнительного клапана для этого типа загрузочной установки.

Уровень техники

Загрузочные установки типа Bell Less TopTM, разработанные фирмой PAUL WURTH, нашли широкое применение в доменных печах по всему миру. В этих установках один или более бункеров, которые используются для промежуточного хранения загружаемого в печь под давлением шихтового материала, служат в качестве шлюза-регулятора или камеры шлюза, чтобы предотвратить потери давления в печи. С этой целью первый клапан, обычно именуемый верхним газоуплотнительным клапаном или верхним клапаном уплотнения, сопряжен с впускным отверстием бункера, а второй газоуплотнительный клапан, обычно именуемый нижним газоуплотнительным клапаном или нижним клапаном уплотнения, сопряжен с выпускным отверстием бункера. Верхний и нижний клапаны открываются и закрываются поочередно как в газовом шлюзе или шлюзовой камере для того, чтобы предотвратить выход газа через бункер. Данное изобретение главным образом относится к агрегату для обеспечения нижнего газоуплотнительного клапана. Несмотря на то, что данный агрегат подходит, прежде всего, для системы BLTTM, предложенный агрегат нижнего газоуплотнительного клапана может также быть использован в похожих конкурирующих системах.

На фиг.14 показана загрузочная установка доменной печи известного уровня техники с двумя воронками-затворами, так как раскрыто в международной заявке на патент WO 2007/082630. Установка содержит корпус 1 нижнего газоуплотнительного клапана, который имеет два верхних впускных отверстия 2, 4, взаимодействующих с каждым из двух бункеров 22, 24 (показана только самая низшая их часть). Корпус 1 расположен так, чтобы отклонять полученный через впускное отверстие 2, 4 из соответствующего бункера 22, 24 шихтовой материал в центральное выпускное отверстие 7, которое является соосным оси 5 печи. Нижнее выпускное отверстие 7 взаимодействует с колошником печи посредством центрального питающего желоба для подачи материала на расположенное под корпусом 1 распределительное устройство (не показано). Шихтовой материал дозируется посредством задвижек 26, 28 материала, расположенных соответственно между каждым из выходных отверстий бункеров 22, 24 и каждым из впускных отверстий 2, 4 агрегата нижнего газоуплотнительного клапана.

Для обеспечения уплотнительной функции, которая необходима для предотвращения потери давления печного газа, каждое впускное отверстие 2, 4 корпуса 1 нижнего газоуплотнительного клапана 1 имеет связанное с ним седло 12, 14 клапана, которое взаимодействует со специально предназначенным поворотным клапанным механизмом типа заслонки. Каждый клапанный механизм типа заслонки содержит специально предназначенную запорную тарель в форме уплотнительных заслонок 32, 34 клапана. Каждая уплотнительная заслонка 32, 34 клапана также имеет соответствующий рычаг 36, 38 затвора, на который она установлена для перемещения между положением контакта с уплотнением на ее сопряженном седле 12, 14 (смотри заслонку 34 клапана на седле 14 на фиг.14) и открытым положением, в котором она не имеет уплотнительной функции (смотри заслонку 32 клапана и открытое впускное отверстие 2 на фиг.14), для обеспечения загрузки шихтового материала в печь. Для каждой заслонки 32, 34 клапана отдельный, специально предназначенный поворотный исполнительный механизм опирается на каждую сторону корпуса 1 и эксплуатационно соединяется с соответствующим рычагом 36, 38 затвора для перемещения соответствующей уплотнительной заслонки 32, 34 клапана в плотный контакт и из плотного контакта с сопряженным седлом 12, 14 клапана. Благодаря специально предназначенным исполнительным механизмам и отдельным поворотным рычагам, каждая уплотнительная заслонка клапана может открываться или закрываться независимо от другой уплотнительной заслонки клапана для возможности осуществления более короткого времени загрузочного цикла, в то время как загрузка взаимодействующего с закрытым нижним уплотнительным клапаном бункера может продолжаться во время перехода другого нижнего уплотнительного клапана из открытого в закрытое положение. Агрегаты нижнего уплотнительного клапана для установок типа BLTTM с несколькими бункерами, в которых используется специально предназначенная запорная тарель и соответствующий исполнительный механизм, известны на протяжении десятилетий, что подтверждено, например, патентом США №3955693. С самого начала они нашли успешное и широкое применение в сталелитейной промышленности.

Более недавний и необычный тип загрузочной установки с двумя бункерами был раскрыт в международной заявке на патент WO 01/00884. Установка также содержит корпус нижнего газоуплотнительного клапана, расположенный под двумя промежуточными бункерами-накопителями, которые действуют как затворы. Известным образом корпус имеет два впускных отверстия, при этом каждое впускное отверстие имеет соответствующее сопряженное седло клапана и соответственно взаимодействует с одним из бункеров, и выпускное отверстие для загрузки шихтового материала в печь. Механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения впускных отверстий, то есть для обеспечения газонепроницаемого закрытия ниже по потоку воронок-затворов, имеет необычную компоновку. По сути, механизм газоуплотнительного клапана содержит двустороннюю заслонку газоуплотнительного клапана, которая установлена поворотно на рычаге. Двусторонняя заслонка газоуплотнительного клапана согласно WO 01/00884 имеет уплотнение на каждой стороне, при этом первая уплотнительная поверхность взаимодействует с первым из двух седел клапана, в то время как вторая уплотнительная поверхность заслонки клапана взаимодействует со вторым из двух седел клапана.

В то время как агрегат нижнего газоуплотнительного клапана согласно WO 01/00884 позволяет использовать единственное устройство исполнительного механизма для уплотнения обоих впускных отверстий, увеличение продолжительности цикла, требующего более длительных интервалов для повторного заполнения бункера, представляет собой недостаток. По сути, оба верхних газоуплотнительных клапана должны быть закрыты во время перемещения двусторонней заслонки нижнего газоуплотнительного клапана от первого седла ко второму седлу для предотвращения потери давления. Кроме того, присутствует и другой недостаток любого типичного нижнего газоуплотнительного клапана согласно известному уровню техники, так как это раскрыто в US 3,955,693. Другими словами, уплотнительная поверхность запорной тарели и, прежде всего ее уплотнения, подвержена воздействию агрессивных неблагоприятных условий, среди прочего в силу высокой температуры в печи и запыленной окружающей среды, созданной проходящим на близком расстоянии сыпучим материалом, каждый раз, когда сопряженное впускное отверстие в загрузочных целях открыто.

Техническая проблема

Принимая во внимание известный уровень техники, целью данного изобретения является разработка загрузочной установки для шахтной печи с несколькими бункерами, прежде всего для доменной печи, которая уменьшает воздействие на уплотнительную поверхность запорной тарели в агрегате нижнего уплотнительного клапана.

Общее описание изобретения

Для достижения этой цели данное изобретение предлагает верхнюю загрузочную установку согласно пункту 1, оснащенную агрегатом нижнего газоуплотнительного клапана по пункту 14. Загрузочные установки с тремя бункерами по пунктам 12 и 13 также достигают вышеобозначенной цели. Термин «агрегат» в данном контексте означает устройство, состоящее из определенного количества компонентов, собранных вместе для образования функционального блока.

Предложенная загрузочная установка по пункту 1 содержит по меньшей мере два бункера, действующих в качестве воронок-затворов для промежуточного хранения подлежащего загрузке в печь шихтового материала, и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана. Этот агрегат включает в себя расположенный под бункерами корпус нижнего газоуплотнительного клапана. Корпус нижнего газоуплотнительного клапана имеет по меньшей мере два впускных отверстия, соответственно взаимодействующих с одним из бункеров, и выпускное отверстие для прохождения шихтового материала в печь. Каждое впускное отверстие имеет соответствующее сопряженное седло клапана для газонепроницаемого уплотнения бункеров ниже по потоку ввиду их функции газового шлюза во взаимодействии с верхними газоуплотнительными клапанами бункеров выше по потоку. Агрегат нижнего газоуплотнительного клапана включает в себя механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения входных отверстий, более конкретно для газонепроницаемого закрытия седел.

Согласно изобретению механизм уплотнительного клапана содержит одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, которая взаимодействует с обоими по меньшей мере из двух седел. С этой целью механизм газоуплотнительного клапана выполнен так, чтобы приводить уплотнительную поверхность односторонней запорной тарели в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана для уплотнения сопряженного впускного отверстия. Другими словами, та же самая уплотнительная поверхность той же самой единственной запорной тарели используется на двух разных седлах клапана для уплотнения сопряженных впускных отверстий. Уплотнительная поверхность в данном контексте означает поверхность(-и) запорной тарели, приведенная(-ые) в плотный контакт с седлом, которая обычно является стороной запорной тарели, которая служит опорой для одного или нескольких уплотнений или прокладок для газонепроницаемого контакта на седлах.

Следует отметить, что прежде всего предпочтительный эффект данного изобретения состоит в значительном уменьшении воздействия на уплотнительную поверхность запорной тарели и, прежде всего, уплотнения, оказываемого любыми вредными условиями внутри корпуса нижнего газоуплотнительного клапана. По сути, использование только одной односторонней запорной тарели для альтернативного уплотнения более чем одного впускного отверстия имеет выгоду, заключающуюся в том, что за исключением сравнительно короткого времени перехода, необходимого для перемещения запорной тарели между седлами, поверхность запорной тарели всегда находится в контакте с данным седлом и, тем самым, является защищенным, в то время как другое седло и сопряженное впускное отверстие открыто для обеспечения впуска шихтового материала.

Согласно первому варианту механизм газоуплотнительного клапана выполнен для перемещения запорной тарели вверх и вниз по существу в вертикальном направлении вдоль оси сочленения и шарнирного поворота запорной тарели по существу в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси сочленения, для обеспечения поочередного приведения одной и той же самой уплотнительной поверхности в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана. В предпочтительном осуществлении этого варианта механизм содержит поворотно-скользящее цилиндрическое сочленение, имеющее по существу вертикальную ось сочленения, и удлинитель, имеющий первый концевой участок и второй концевой участок. Запорная тарель установлена на первом концевом участке удлинителя, а поворотно-скользящее цилиндрическое сочленение поддерживает удлинитель на втором концевом участке. Другие предпочтительные компоновки этого первого варианта представлены в зависимых пунктах 5-7.

Согласно второму варианту механизм уплотнительного клапана содержит шарнирное соединение, имеющее по существу вертикальную ось сочленения, удлинитель, имеющий первую и вторую часть, запорную тарель, установленную на первой части, и шарнирное соединение, поддерживающее вторую часть удлинения. Шарнир, имеющий по существу горизонтальную ось шарнира, соединяет первую часть со второй частью. Этот вариант выполнен для шарнирного поворота удлинителя с запорной тарелью по существу в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси сочленения, и поворота первой части с запорной тарелью вверх и вниз вокруг по существу горизонтальной оси шарнира для обеспечения поочередного приведения одной и той же уплотнительной поверхности в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана. Предыдущие варианты имеют дополнительное преимущество, выражающееся в уменьшении необходимой для механизма газоуплотнительного клапана вертикальной высоты и, тем самым, уменьшения общей высоты загрузочной установки.

Согласно третьему варианту механизм газоуплотнительного клапана содержит шарнирное соединение, которое имеет по существу горизонтальную ось сочленения (вместо вертикальной) и поддерживает удлинитель, который имеет первую часть и вторую часть, запорную тарель, установленную на первой части, и шарнирное соединение, поддерживающее вторую часть удлинителя. Шарнир, имеющий ось шарнира, расположенную перпендикулярно оси сочленения, соединяет первую часть со второй частью. Этот вариант позволяет осуществлять шарнирный поворот удлинителя с запорной тарелью вокруг горизонтальной оси сочленения и поворот первой части с запорной тарелью вверх и вниз вокруг поперечной оси шарнира для поочередного приведения одной и той же уплотнительной поверхности в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана.

Для осуществления простой механики шарнирного поворота механизм газоуплотнительного клапана поддерживается посредством корпуса газоуплотнительного клапана с осью сочленения, содержащейся в перпендикулярной биссекторной плоскости двух седел клапана, с которыми уплотнительная поверхность может быть поочередно приведена в плотный контакт.

Предпочтительно, в случае первого или второго варианта механизм газоуплотнительного клапана поддерживается посредством верхней стороны корпуса нижнего газоуплотнительного клапана, корпуса по существу с вертикальной осью сочленения, смещенной в сторону от отрезка, соединяющего соответствующие центры первого седла клапана и второго седла клапана. Предпочтительно, в случае третьего варианта механизм газоуплотнительного клапана поддерживается боковой стенкой корпуса нижнего газоуплотнительного клапана по существу с горизонтальной осью сочленения, смещенной вертикально ниже отрезка, соединяющего соответствующие центры первого седла клапана и второго седла клапана. С существенным смещением, необходимый угловой ход для шарнирного поворота может быть существенно уменьшен и привод соответственно упрощен. Независимо от выбранного варианта, при этом запорная тарель, предпочтительно, установлена на концевом участке удлинителя посредством сферического сочленения для осуществления определенных несоосностей, возникающих, например, вследствие вызванных воздействием температуры деформаций, или для осуществления немного наклонного расположения седла.

Загрузочная установка с тремя бункерами, использующая базовую концепцию использования данной запорной тарели для уплотнения более чем одного седла клапана, предложена согласно пункту 12. Эта установка отличается тем, что механизм уплотнительного клапана содержит первую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, и вторую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, при этом каждая запорная тарель взаимодействует со всеми тремя седлами клапана, при этом одновременно по времени с помощью запорных тарелей закрываются два седла. Другими словами, механизм уплотнительного клапана выполнен для приведения уплотнительной поверхности первой запорной тарели и уплотнительной поверхности второй запорной тарели соответственно спаренным образом в плотный контакт с первым и вторым седлами клапана, со вторым и третьим седлами клапана, и с третьим и первым седлами клапана осуществления одновременного уплотнения двух из трех впускных отверстий.

Загрузочная установка с тремя бункерами, использующая основную концепцию в другом подходе, который позволяет осуществить одновременно уплотнение двух из трех впускных отверстий, предложена согласно пункту 13. Последняя установка отличается тем, что механизм газоуплотнительного клапана содержит первую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, и вторую одностороннюю уплотнительную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, при этом каждая запорная тарель специально предназначена и взаимодействует с разными парами из двух из трех седел клапана. Другими словами, механизм газоуплотнительного клапана выполнен для поочередного приведения уплотнительной поверхности первой односторонней запорной тарели в плотный контакт как с первым, так и со вторым седлами клапана, тогда как он выполнен для поочередного приведения уплотнительной поверхности второй односторонней запорной тарели в плотный контакт как со вторым, так и с третьим седлом клапана.

Следует отметить, что агрегат нижнего газоуплотнительного клапана, как предложено выше и определено в пункте 14, подходит, прежде всего, для промышленного применения в загрузочных установках с несколькими бункерами, прежде всего в верхних загрузочных установках для доменных печей. Агрегат нижнего газоуплотнительного клапана может быть использован для сооружения новых установок или при модернизации для замены агрегатов известного уровня техники, например во время модернизации печи.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны с помощью примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

Фиг.1 - вид в перспективе первого варианта агрегата нижнего газоуплотнительного клапана для загрузочной установки шахтной печи, которая имеет два бункера, показывающий агрегат в положении, в котором первое впускное отверстие корпуса нижнего газоуплотнительного клапана герметично закрыто и второе впускное отверстие открыто,

Фиг.2 - вид в перспективе, показывающий представленный на фиг.1 агрегат в промежуточном положении, в котором запорная тарель перемещается из герметичного контакта с первым впускным отверстием в герметичный контакт со вторым впускным отверстием,

Фиг.3 - вид в перспективе, показывающий представленный на фиг.1 в агрегат положении, в котором первое впускное отверстие корпуса газоуплотнительного клапана открыто, а второе впускное отверстие герметично закрыто,

Фиг.4 - частичная схематичная горизонтальная проекция представленного на фиг.1-3 агрегата газоуплотнительного клапана,

Фиг.5 - вид в перспективе, показывающий второй вариант осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, используемого в загрузочной установке на доменной печи,

Фиг.6 - частичный вид сверху приводного механизма клапана, используемого во втором варианте осуществления, как показано на фиг.5,

Фиг.7 - частичный вид сбоку приводного механизма клапана, используемого во втором варианте осуществления, как показано на фиг.5,

Фиг.8 - вид в перспективе, показывающий третий вариант осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, используемого в загрузочной установке на шахтной печи,

Фиг.9 - частичный вид спереди приводного механизма клапана, используемого в третьем варианте осуществления, как показано на фиг.8,

Фиг.10 - частичный вид сбоку приводного механизма клапана, используемого в третьем варианте осуществления, как показано на фиг.8,

Фиг.11 - схематичный вид сверху четвертого варианта осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, который выполнен для загрузочной установки шахтной печи, которая имеет три воронки-затвора, показывающий агрегат в положении, в котором первое впускное отверстие и второе впускное отверстие корпуса нижнего газоуплотнительного клапана герметично закрыты, а третье впускное отверстие открыто,

Фиг.12 - схематичный вид сверху пятого варианта осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, который выполнен для загрузочной установки шахтной печи, которая имеет три воронки-затвора, показывающий агрегат в положении, в котором первое впускное отверстие и второе впускное отверстие корпуса нижнего газоуплотнительного клапана герметично закрыты, а третье впускное отверстие открыто,

Фиг.13 - схематичный вид сверху шестого варианта осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, который выполнен для загрузочной установки шахтной печи, которая имеет три воронки-затвора,

Фиг.14 - частичный вертикальный вид в разрезе загрузочной установки с двумя бункерами известного уровня техники, так как описано, например, в WO 2007/082630.

На этих чертежах идентичные ссылочные обозначения использованы для идентичных или схожих элементов. Ссылочные позиции с увеличивающимися сотенными цифрами использованы для идентификации функционально идентичных или схожих частей разных вариантов осуществления.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Загрузочная установка с агрегатом нижнего газоуплотнительного клапана согласно первому варианту осуществления схематично показана на фиг.1-3. Она содержит корпус 100 нижнего газоуплотнительного клапана. В целях наглядности, корпус 100 показан открытым в разрезе, то есть только частично, а именно без боковых участков. Корпус 100 имеет горизонтальную верхнюю пластину 102 с круглыми отверстиями, образующими, соответственно, первое впускное отверстие 104 и второе впускное отверстие 106. Впускные отверстия 104, 106 смещены в сторону относительно центральной оси 105 доменной печи (которая не показана) на верхней части колошника, на котором расположен корпус 100. Соосно с осью 105 предусмотрено нижнее выпускное отверстие 107 в форме круглого отверстия в горизонтальной нижней пластине 108 корпуса 100. Наклонные боковые стенки ПО соединяют верхнюю пластину 102 с нижней пластиной 108 и предоставляют собой в целом компоновку в виде воронки к корпусу 100 для прохождения потока шихтового материала, входящего в любое из смещенных впускных отверстий 104, 106, вдоль наклонных боковых стенок 110 к центральному впускному отверстию 107.

Необходимо отметить, что агрегат нижнего газоуплотнительного клапана согласно первому варианту осуществления, схематично показанному на фиг.1-3, выполнен для загрузочной установки доменной печи с двумя параллельными бункерами (типа, как показано на фиг.14). При монтаже на месте корпус 100 расположен под двумя бункерами шихтового материала загрузочной установки показанного на фиг.14 типа и описанной более подробно в WO 2007/082630. Бункеры служат в качестве воронок-затворов, обеспечивающих промежуточное хранение шихтового материала. Когда агрегат нижнего газоуплотнительного клапана установлен, верхние впускные отверстия 104, 106 соответственно соединены с выпускным отверстием бункера (смотри фиг.14), с которым сопряжены соответствующие задвижки материала (смотри фиг.14) для дозировки шихтового материала. Выпускное отверстие 107 выполненного в форме воронки корпуса 100 расположено соосно на верхней части колошника печи (не показан) для прохождения шихтового материала в свободном падении через выпускное отверстие 100 в распределительное устройство, такое как, например, вращаемый и поворачиваемый желоб (не показан) хорошо известной компоновки. Как следует также понимать, в дополнение к центрированию потока шихтового материала, корпус 100 является газонепроницаемой оболочкой, которая служит в качестве защитного корпуса агрегата нижнего газоуплотнительного клапана.

Как видно на фиг.1-3, каждое впускное отверстие 104, 106 имеет соответствующее сопряженное кольцеобразное седло 112, 114 клапана, которое повернуто вовнутрь для того, чтобы быть обращенным к внутренней части корпуса 100 и, следовательно, является доступным снизу. Каждое седло 112, 114 клапана предусмотрено на нисходящей поверхности цилиндрической кромки 116, 118, которая образует удлинение впускных отверстий 104, 106 в корпус 100. Показанные на фиг.1-3 первое и второе седла 112, 114 клапана имеют кольцеобразные, ориентированные горизонтально поверхности седла. Другие ориентации также возможны, например слегка наклоненные, как показано на фиг.14. Для газонепроницаемого замыкания впускных отверстий 104, 106 агрегат содержит механизм газоуплотнительного клапана, образованный запорной тарелью 140 с седлами 112, 114 клапана. Запорная тарель 140 является в целом выполненной в форме диска или пластины запорной тарелью 140 и взаимодействует с обоими седлами 112, 114 клапана. Запорная тарель 140 показана в положении уплотнения на втором седле 114 клапана на фиг.1. Для плотного контакта предусмотрено кольцевое уплотнение 142 (видно на фиг.2) с помощью подходящего уплотнения, например резиновой прокладки по окружности запорной тарели 140 лишь на одной стороне запорной тарели 140. В этом отношении запорная тарель 140 называется односторонней запарной тарелью, которая имеет единственную уплотнительную поверхность. Уплотнение 142 сопряжено с уплотнениями седел 112, 114 клапана для газонепроницаемого замыкания посредством подходящего уплотнения, например резинометаллического уплотнения.

Запорная тарель 140 установлена на вершине первого концевого участка 144 удлинителя 146 посредством сферического сочленения (шаровое шарнирное соединение, не показано). Сферическое сочленение обеспечивает плотную посадку по окружности между уплотнением 142 и поверхностями уплотнений 112, 114 и позволяет получать герметичное уплотнение даже с ориентациями седел 112, 114 клапана, которые отличаются (например, наклонены) от строго горизонтальной. Жесткий удлинитель 146 имеет второй концевой участок 148, жестко прикрепленный к выходному элементу поворотно-скользящего цилиндрического сочленения 150 (C-сочленение), который будет подробно описан ниже. Как видно на фиг.1-3, удлинитель 146 первого варианта осуществления является жестким и изготовлен цельным, то есть лишен шарнирных соединений между его концевыми участками 144, 148.

Как видно на фиг.1-3, приводной механизм клапана содержит поворотно-скользящее цилиндрическое сочленение 150, которое имеет по существу вертикальную ось 151 сочленения и поддерживает удлинитель 146. Цилиндрическое сочленение 150 показано в частичном виде в разрезе на фиг.1. Оно называется С-сочленением, потому что траектории, проложенные любой точкой в движущемся теле, то есть объединенным с запорной тарелью 140 рычагом 146, лежат на цилиндрах вокруг оси 151 сочленения. Необходимо отметить, что цилиндрическое сочленение 150 кинематически эквивалентно объединенному с призматическим соединением (Р) поворотному соединению (R), при этом оба находятся на одной и той же оси 151 сочленения. Благодаря вертикальной оси 151 сочленения цилиндрического сочленения 150, жесткий удлинитель 146 и запорная тарель 140 могут перемещаться в унисон вверх и вниз в параллельном оси 151 сочленения направлении, например по существу в вертикальном направлении. Кроме того, благодаря вертикальной оси 151 сочленения цилиндрического сочленения 150, удлинитель 146 вместе с запорной тарелью 140 может поворачиваться в перпендикулярной оси 51 сочленения плоскости, например по существу в горизонтальной плоскости.

Как видно на частичном виде в разрезе фиг.1, цилиндрическое сочленение 150 включает в себя выходной вал 152, то есть ведомый вал, образующий выходной элемент цилиндрического сочленения 150, к которому жестко прикреплен удлинитель 46, так чтобы простираться по существу в горизонтальном направлении перпендикулярно выходному валу 152 и оси 151 сочленения. Выходной вал 152 образует шарнирное соединение, служащее опорой удлинителю 146 и запорной тарели 140. Выходной вал 152 соосно поддерживается в цилиндрической полом пространстве втулки 154 неподвижным в осевом направлении и вращающимся вокруг оси 152 сочленения, например с помощью конических роликовых подшипников (не показаны) или любого другого типа комбинированных роликовых подшипников с радиальной и осевой нагрузкой. В свою очередь, втулка 154 поддерживается соосно по существу в цилиндрическом полом пространстве наружного кожуха 156 с возможностью скольжения в осевом направлении, но без возможности вращения, то есть так, чтобы скользить вдоль оси 151 сочленения, например, с помощью подшипников скольжения. В качестве альтернативы представленному фиг.1 цилиндрическому сочленению 150, на которой ось вращения, определенная втулкой 154, и ось перемещения, определенная кожухом 156, совпадает с осью 151 сочленения, оси параллельного вращения и перемещения могут быть последовательными, необязательно являясь совпадающими. Наружный кожух 156 имеет нижний монтажный фланец 158. Наружный кожух 156 установлен снаружи корпуса 100 с помощью монтажного фланца, прикрепленного на вершине верхней пластины 102, так что только нижний участок выходного вала 152 выступает внутрь корпуса 100 клапана через круговое отверстие (не показано) в верхней пластине 102. Следовательно, в представленном на фиг.1-3 варианте осуществления все части механизма, за исключением запорной тарели 140, удлинителя 146 и нижнего участка выходного вала 152, расположены внутри корпуса 1. Для предотвращения утечки газа через цилиндрическое сочленение 150, предусмотрены уплотнения соответственно между выходным валом 152 и втулкой 154 и между втулкой 154 и кожухом 156, например в форме набивочной камеры или уплотнения типа механической набивки (не показано).

Как видно на фиг.1-3, приводной механизм клапана включает в себя гидроцилиндры, а именно первый гидравлический цилиндр 172 и второй гидравлический цилиндр 174, для приведения в действие клапанов. Гильза первого гидравлического цилиндра 172 соединена посредством шарнира с неподвижной проушиной 176, прикрепленной к нижнему концу кожуха 156, в то время как головка поршня первого гидравлического цилиндра 172 соединена посредством шарнира с подвижной проушиной 180, прикрепленной к верхнему концевому участку втулки 154. Тянущее или толкающее усилие первого гидравлического цилиндра 172 управляет осевым перемещением втулки 154 и выходного вала 152 вдоль оси 151 сочленения и, следовательно, также управляет движением скольжения вверх или вниз запорной тарели 140, прикрепленной к жесткому удлинителю 46. Второй гидравлический цилиндр 174 управляет вращением выходного вала 152 относительно втулки 154 и кожуха 156 вокруг оси 151, то есть горизонтальным шарнирным поворотом элемента 140 запорной тарели, который жестко прикреплен к выходному валу 152 посредством удлинителя 146. Второй гидравлический цилиндр 174 имеет гильзу цилиндра, закрепленную на шарнире на опорном рычаге 182, прикрепленном перпендикулярно верхнему концу втулки 154, и головку поршня, закрепленную на шарнире на плече 184 рычага, которое с помощью фланца или скобы прикреплено перпендикулярно верхнему концу выходного вала 152.

Со ссылкой на схематичную горизонтальную проекцию фиг.4, следует отметить, что ось 151 сочленения (которая перпендикулярна плоскости фиг.4) содержится в перпендикулярной биссекторной плоскости 185 (которая также перпендикулярна плоскости фиг.4) первого и второго седел 112, 114 клапана. Более конкретно, она содержится в перпендикулярной биссекторной плоскости 185 отрезка 187 воображаемой прямой, конечные точки которого совпадают с центрами седел 112, 114 клапана. Как также видно на фиг.4, область действия удлинителя 46 (146 на фиг.1-3), то есть расстояние между осью 151 и монтажной осью запорной тарели 140, равно расстоянию между центрами седел 112, 114 клапана и осью 151 сочленения. Другими словами, когда запорная тарель 140 поворачивается горизонтально, центр запорной тарели 140 проходит по дуге окружности, как показано с помощью пунктирной окружности на фиг.4, имеющей радиус, равный этому расстоянию. Несмотря на то, что вертикальная ориентация оси 151 сочленения является предпочтительной, допускаются небольшие наклоны, обычно в плоскости 185 относительно вертикали, например до 10°. Агрегат газоуплотнительного клапана позволяет использовать одностороннюю запорную тарель с единственной уплотнительной поверхностью, взаимодействующей с обоими седлами 112, 114 для поочередного уплотнения обоих впускных отверстий 104, 106. Поэтому следует отметить, что когда шихтовой материал протекает через корпус 100, запорная тарель 140 будет всегда в закрытом положении на любом из седел 112, 114 и, тем самым, прежде всего его уплотнительная поверхность 142 защищена от чрезмерного воздействия отложения пыли и ударов материала. Несмотря на то, что ось сочленения теоретически могла быть расположена по центру между седлами 112, 114 клапана, это потребовало бы приводного механизма, обеспечивающего круговой шарнирный поворот на 180°, и определенного пространства между седлами 112, 114. Поэтому, как видно на фиг.4, ось сочленения 151 смещена в сторону от отрезка 187 прямой, что упрощает конструкцию приводного механизма с помощью линейного исполнительного механизма для шарнирного поворота, так как требуется только ограниченное круговое движение и позволяет уменьшить расстояние между впускными отверстиями 104, 106, например для того, чтобы уменьшить эксцентриситет вытекания ниже по потоку нижнего выпускного отверстия 107.

Посредством цилиндрического сочленения 150 клапан приводится в действие последовательностью движения опускания /шарнирного поворота/ подъема, как показано на фиг.1-3. На фиг.1 показана компоновка для цикла загрузки с помощью первого бункера сверху и взаимодействие с первым выпускным отверстием 104. В этой компоновке верхний газоуплотнительный клапан первого бункера (не показан) закрыт, в то время как верхний газоуплотнительный клапан на втором бункере (не показан), который взаимодействует со вторым впускным отверстием 106, открыт для перезагрузки второго бункера. Когда первый бункер через первое впускное отверстие 104 опустошен, открывается второе впускное отверстие 106 для опустошения второго бункера и первое впускное отверстие 104 герметично закрывается для повторного заполнения первого бункера. В этом случае приведение в действие нижнего газоуплотнительного клапана происходит следующим образом: первоначально оба верхних газоуплотнительных клапана (не показаны) закрыты, затем первый гидравлический цилиндр 172 приводится в действие для сжатия (тяги) и, тем самым, опускания втулки 154 и посредством этого, в унисон, выходного вала 152, удлинителя 46 и запорную тарели 140, за счет чего запорная тарель 40 выходит из контакта со вторым седлом 114. Затем второй гидравлический цилиндр 174 приводится в действие для того, чтобы расширять (толкать) и, тем самым, вращать выходной вал 152 вокруг оси 151 сочленения, так что удлинитель 146 и элемент 140 запорной тарели поворачиваются горизонтально к первому седлу 112 клапана. Когда запорная тарель 140 совмещена с первым седлом 112 клапана, например за счет второго цилиндра 174, достигающему конца перемещения, или за счет соответствующего прилегания или управления, первый гидравлический цилиндр 172 приводится в действие для того, чтобы расширять (толкать) и, тем самым, поднимать запорную тарель 140 в плотный контакт с первым седлом 112 клапана, как показано на фиг.3. Таким образом, достигается перевод односторонней тарели 140 от второго седла 114 к первому седлу 112. Переключение функции воронки-затвора затем завершается посредством открытия верхнего газоуплотнительного клапана первого бункера для повторной загрузки. Работа, как описано выше, идет в обратном направлении, когда открывается первое впускное отверстие 104, а второе впускное отверстие 106 закрывается. Благодаря относительно небольшому вертикальному ходу 189 (сравни фиг.1-2 или фиг.2-3), необходимому для вхождения в контакт/выхода из контакта с запорной тарелью 140, пространству движения клапана требуется только небольшая вертикальная высота. Поэтому конструктивная высота корпуса 100 может быть значительно уменьшена. Далее следует понимать, что при прохождении материала через корпус 100 элемент 140 запорной тарели, за исключением времени его перемещения, всегда будет находиться в защищенном положении на любом из седел 112, 114.

Следует отметить, что вышеописанный механизм газоуплотнительного клапана, который включает в себя приводной механизм (сам состоящий из цилиндрического сочленения 150, исполнительных механизмов 172, 174 и взаимодействующего оборудования, удлинителя 146) и запорную тарель 140, выполнен для приведения уплотнительной поверхности, то есть одной стороны запорной тарели 140, которая несет уплотнение 142, в плотный контакт поочередно с каждым из обоих седел 112, 114 клапана для уплотнения сопряженных впускных отверстий 104, 106.

Несмотря на то, что вышеназванный механизм газоуплотнительного клапана был описан со ссылкой на систему параллельных бункеров с двумя бункерами, он также может быть использован в загрузочной системе с тремя бункерами при помощи двух механизмов газоуплотнительного клапана, как описано выше, при этом один сопряжен с первым и вторым впускным отверстием, а другой сопряжен со вторым и третьим впускным отверстием корпуса нижнего газоуплотнительного клапана. Такой вариант осуществления будет подробно рассмотрен ниже со ссылкой на фиг.12. Сопоставимый приводной механизм клапана может также использоваться в вариантах осуществления фиг.11 и фиг.13.

На фиг.5 схематично показан второй вариант осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана. Элементы второго варианта осуществления, идентичные или схожие с представленными на фиг.1-3 элементами, обозначены ссылочными обозначениями, имеющими идентичные разряды десятков и единиц, но увеличенные на фиг.5 разряды сотен, и ради краткости повторно описаны не будут. Представленный на фиг.5 агрегат имеет механизм газоуплотнительного клапана и, прежде всего, приводной механизм клапана, который имеет компоновку, отличную от изображенной на фиг.1-3 компоновку, как это лучше всего показано на фиг.6-7.

Как видно на фиг.6-7, представленный на фиг.5 вариант осуществления имеет компоновку, которая также позволяет осуществлять шарнирный поворот запорной тарели 240 в плоскости, перпендикулярной оси 251 сочленения, то есть по существу в горизонтальной плоскости, поскольку вхождение в контакт и выход из контакта запорной тарели 240 относительно седел 212, 214 достигается посредством поворота, а не перемещения запорной тарели 240 вверх и вниз.

Для поворота запорной тарели 240 представленный на фиг.5-7 удлинитель 246 изготовлен не жестким, а изготовлен из двух шарнирных частей, которые соединены с помощью горизонтального шарнира 294. Более конкретно, удлинитель 246 содержит поворотную первую часть (предплечье) 290, установленную с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на второй части (плечо) 292 удлинителя 246. В то время как первая часть 290 является по существу г-образным стержнем, вторая часть 292 представляет собой вилкообразную опорную конструкцию, изготовленную из двух г-образных пластин, которые действуют в качестве опоры для первой части 290, которая установлена на шарнирном соединении с помощью шарнира 294. Шарнир 294 имеет горизонтальную ось шарнира, перпендикулярную оси 251. Как видно на фиг.5-7, запорная тарель 240 установлена на первом конце поворотной первой части 290, более конкретно посредством сферического сочленения (не показано). Соответственно, для приведения запорной тарели 240 в контакт с каждым из седел 212, 214 и для выведения из контакта с ними, первая часть 290 поворачивается на шарнире 294 для перемещения запорной тарели 240 вверх и вниз, как обозначено двойной стрелкой 295. Для осуществления поворота запорной тарели 240 на первой части 290 задний конец первой части 290 сочленен с приводной штангой 296, которая соединена с линейным исполнительным механизмом, таким как гидравлический цилиндр (не показан на фиг.1-5) для поворота первой части 290 посредством приведения в действие вдоль двойной стрелки 297. Приводная штанга 296 проходит через полый вал 298, к которому прикреплен концевой участок второй части 292 удлинителя 246 (например, приварен). Полый вал 298 имеет цилиндрическую наружную поверхность и установлен неподвижным в осевом направлении, но вращающимся в подходящем подшипнике (не показан), поддерживаемым на верхней пластине 202. Вал 298 и его подшипник (не показан) образуют чисто шарнирное соединение 260 на оси 251 сочленения, то есть соединение, которое позволяет осуществлять только вращение вокруг вертикальной оси 251 (в противоположность С-соединению 50 фиг.1-3). Поэтому шарнирное соединение 260 служит опорой удлинителю 246 и, тем самым, позволяет осуществлять шарнирный поворот второй части 292 и, вместе с ней, первой части вместе с запорной тарелью 240 по существу в горизонтальной плоскости, как обозначено двойной стрелкой 299 для помещения запорной тарели 240 под любое из седел 212, 214, как необходимо (смотри фиг.4). Приведение в действие шарнирного соединения 260 может быть осуществлено с помощью схожих и надлежащим образом подогнанных средств, как описано со ссылкой на первый вариант осуществления (например, с помощью линейного исполнительного механизма), или посредством любого другого известного специалисту подходящего приводного устройства.

Необходимо отметить, что в качестве альтернативы механизму газоуплотнительного клапана фиг.1-3, механизм газоуплотнительного клапана, как показан на фиг.5-7, также подходит для применения в загрузочной установке с тремя бункерами согласно фиг.12 (смотри ниже).

На фиг.8 схематично показан третий вариант осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана для применения в загрузочной установке с двумя бункерами. Элементы третьего варианта осуществления, идентичные или схожие по функции представленным на фиг.1-3 и фиг.8-10 элементам соответственно, обозначены посредством ссылочных обозначений, имеющих идентичные разряды десяток и единиц, но увеличенный разряд сотен на фиг.8-10. В целях краткости ниже будут подробно описаны только элементы, которые имеют существенное отличие по сравнению с предыдущими вариантами осуществления.

Как видно на фиг.8, третий вариант осуществления подходит, прежде всего, для корпуса 300 газоуплотнительного клапана отличающейся конструкции, а именно, конструкции, в которой первое и второе седло 312, 314 клапана ни являются по существу горизонтальными, ни незначительно наклонены, а по существу наклонены (скошены) относительно горизонтали, например, под углом 35° (+/- 10°). Этот тип конструкции в настоящее время находится в эксплуатации на множестве доменных печей и описан более подробно, например, в патенте США №3955693. Соответственно, верхняя часть 302 корпуса нижнего газоуплотнительного клапана на фиг.8 в целом имеет форму полушестиугольника с предусмотренными в скошенных поверхностях отверстиями 304, 306.

Поэтому изображенный на фиг.8 агрегат нижнего газоуплотнительного клапана имеет механизм газоуплотнительного клапана и, прежде всего, приводной механизм клапана, который выполнен для скошенных седел 312, 314 клапана. Компоновка механизма газоуплотнительного клапана фиг.8-10 отличается от механизма газоуплотнительного клапана фиг.1-3, как лучше всего изображено на фиг.9-10.

Более конкретно, вариант осуществления согласно фиг.8-10, как и вариант осуществления согласно фиг.5 имеет компоновку, которая также позволяет осуществлять шарнирный поворот запорной тарели 340. По сути, как показано на фиг.5-7, вхождение в контакт и выход из контакта запорной тарели 340 относительно седел 312, 314 в третьем варианте осуществления также осуществляется посредством поворота (вместо перемещения запорной тарели вверх и вниз, как на фиг.1-3). Однако запорная тарель 340 не вращается в горизонтальной плоскости, как на фиг.5-7, а вокруг по существу горизонтальной оси 353 сочленения. Таким образом, запорная тарель 340 поворачивается вовнутрь и вдоль воображаемого горизонтального цилиндра, определенного осью 353 сочленения. Ось 353 сочленения расположена так, что седла 312, 314 являются по существу касательными к этому воображаемому горизонтальному цилиндру.

Подобно варианту осуществления согласно фиг.5, удлинитель 346 содержит первую часть 390, которая шарнирно установлена на второй части 392, которая, в свою очередь, поддерживается на горизонтальном полом валу 398 чисто шарнирного соединения 360. Представленное на фиг.8-10 шарнирное соединение 360, в отличие от представленного на фиг.5 шарнирного соединение, представляет собой горизонтальную ось 353 сочленения. В результате, шарнирное соединение 360 на фиг.8-10 поддерживается не верхней частью 302, а боковой, по существу горизонтальной стенкой корпуса 300 нижнего газоуплотнительного клапана. Несмотря на горизонтальную ориентировку (при 90° относительно оси 151 и 251), горизонтальная ось 353 сочленения на фиг.8-10 в перпендикулярной биссекторной плоскости также состоит из двух седел 312, 314 клапана, плоскость которых также содержит ось 305 печи.

Как видно на фиг.10, первая часть 390 имеет по существу г-образную форму с запорной тарелью 340, установленной перпендикулярно первому концевому участку удлинителя 346, например посредством сферического сочленения (не показано), с обращенным вверх уплотнением 342. За исключением разной ориентации, компоновка второй части 392 идентична компоновке представленной на фиг.5-7 второй части 292. Подобно фиг.5, представленный на фиг.8 удлинитель 346 содержит шарнир 394, с помощью которого первая часть 390 поворачивается относительно второй части 392, для того чтобы поворачивать запорную тарель 340 вверх и вниз вдоль двойной стрелки 395. Ось шарнира 394 (штрихпунктирная линия на фиг.8) перпендикулярна горизонтальной оси 353 сочленения, но вращается с удлинителем 346 вокруг оси 353 сочленения. Приведение в действие удлинителя сравнимо с приведением в действие, описанным относительно фиг.5, при этом задний конец первой части 390 соединен с приводной штангой 396, которая сочленена с линейным исполнительным механизмом для приведения в действие вдоль двойной стрелки 397 для перемещения запорной тарели 340 вверх и вниз вдоль двойной стрелки 395. Горизонтальный полый вал 398, к которому прикреплена вторая часть 392, поддерживается с помощью подходящего подшипника (не показан) для определения чисто шарнирного соединения 360 для шарнирного поворота удлинителя 346, а вместе с ним и запорной тарели 340, вокруг горизонтальной оси 353 сочленения и в соответствие с двойной стрелкой 399. Шарнирный поворот может быть обеспечен с помощью любого подходящего приводного устройства, например линейного устройства, сравнимого с устройством, изображенным на фиг.1.

На фиг.11 схематично показан агрегат нижнего газоуплотнительного клапана согласно четвертому варианту осуществления, который выполнен для применения в загрузочной установке с тремя бункерами типа, как раскрыто, например, в WO 2007/082630 (смотри фиг.5-9 WO 2007/082630).

Представленный на фиг.11 агрегат содержит три верхних впускных отверстия, каждое имеет взаимосвязанное седло клапана, расположенное внутри корпуса 400 нижнего газоуплотнительного клапана, то есть первое впускное отверстие с первым седлом 412 клапана, второе впускное отверстие со вторым седлом 414 клапана и третье впускное отверстие с третьим седлом 415 клапана. Впускные отверстия расположены в верхней пластине 402 корпуса 400 верхнего газоуплотнительного клапана с центрами седел 412, 414, 415 клапана (и впускными отверстиями), размещенными симметрично вокруг оси печи так, чтобы образовывать вершину воображаемого равностороннего треугольника (в горизонтальной проекции). Нижняя часть корпуса 400 нижнего газоуплотнительного клапана может иметь компоновку, как описано в WO 2007/082630 (смотри ссылочное обозначение 48' на фиг.9 WO 2007/082630). Однако верхняя часть (в отличие от верхней части, обозначенной ссылочным обозначением 46' на фиг.9 WO 2007/082630) имеет другую компоновку. Прежде всего, верхний участок корпуса 400 газоуплотнительного клапана содержит механизм газоуплотнительного клапана согласно данному изобретению, а боковые стенки 410 расположены так, чтобы обеспечивать необходимое пространство, следовательно, в радиальном направлении, как видно на фиг.11.

Как видно на фиг.11, механизм нижнего газоуплотнительного клапана включает в себя две односторонние запорные тарели: первую запорную тарель 440 и вторую запорную тарель 441. Запорные тарели 440, 441 расположены на вершине концевого участка соответствующих удлинителей 446, 447, которые жестко соединены с противоположным концевым участком. Следовательно, удлинители 446, 447 образуют двухлучевую вилку, при этом зубцы имеют угол раствора 120°, соотнесенный с расположением седел 412, 414, 415 клапана. Представленный на фиг.11 приводной механизм клапана содержит цилиндрическое сочленение 450, к выходному элементу которого жестко прикреплены вторые концевые участки двух удлинителей 446, 447. Необходимо отметить, что цилиндрическое сочленение 450 адаптировано для перемещения обоих удлинителей 446, 447 и вместе с ними запорных тарелей 440, 441 вверх и вниз в направлении, перпендикулярном представленной на фиг.11 плоскости для приведения их в уплотнительное зацепление и вывода из уплотнительного зацепления с двумя из трех седел 412, 414, 415 клапана. Как становится также понятным из фиг.11, цилиндрическое сочленение 450 адаптировано для шарнирного поворота удлинителей 446, 447 на 360° (полный оборот), например по часовой стрелке, как обозначено стрелкой 499, для возможности осуществления расположения запорных тарелей 440, 441 относительно двух из трех седел 412, 414, 415 клапана. Соответственно, представленный на фиг.11 приводной механизм клапана имеет по существу конструкцию, схожую с представленным на фиг.1 приводным механизмом клапана, при этом заметной разницей является использование гидравлического мотора или любого другого подходящего привода (например, пневмодвигателя или электродвигателя), способного осуществлять вращение выходного вала на 360° (вместо ограниченного углового шарнирного поворотного перемещения с помощью гидравлического цилиндра) и тот факт, что два удлинителя 446, 447 с двумя запорными тарелями 440, 441 приводится в действие одновременно с помощью единственного приводного механизма. Ось сочленения цилиндрического сочленения 150 является вертикальной с технической точки зрения и лежит на пересечении перпендикулярных биссекторных плоскостей 485 пары трех седел 412, 414, 415 клапана, как показано на фиг.11, то есть перпендикулярно плоскости фиг.11, и проходит через центр описанной окружности воображаемого треугольника (и совпадает с осью печи в изображенном варианте осуществления).

Следует отметить, что механизм газоуплотнительного клапана фиг.11 выполнен для приведения обеих уплотнительных поверхностей двух запорных тарелей 440, 441 спаренным образом и одновременно в плотный контакт поочередно с любой из комбинационных пар трех седел 412, 414, 415 клапана. Другими словами, обе запорные тарели 440, 441 приводятся в действие для того, чтобы поочередно уплотнять первое и второе седла 412, 414 клапана (позиция, показанная на фиг.11), второе и третье седла 414, 415 клапана и третье и первое седла 415, 412 клапана. Поэтому одновременно закрыты два из трех впускных отверстий, как необходимо, оставляя в тоже время одно впускное отверстие открытым для загрузочных целей.

На фиг.12 показан следующий, пятый вариант осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, выполненного для загрузочной установки шахтной печи с тремя бункерами. Показанный на фиг.12 вариант осуществления содержит три впускных отверстия, каждое из которых имеет взаимосвязанное седло 512, 514, 515 клапана, расположенное (как на фиг.11) с их центрами образуя вершину равностороннего треугольника в горизонтальной плоскости на фиг.12, с центром окружности, описанной около треугольника, на оси печи.

Для возможности уплотнения любого из трех впускных отверстий механизм газоуплотнительного клапана согласно фиг.12 содержит первый приводной механизм клапана, который выполнен идентично приводному механизму клапана на фиг.1, с первым цилиндрическим сочленением 5501, несущим первый удлинитель 5461 и на нем первую одностороннюю запорную тарель 5401, и второй приводной механизм клапана, выполненный идентично приводному механизму клапана на фиг.1, то есть со вторым цилиндрическим сочленением 5502, несущим второй удлинитель 5462 со второй односторонней запорной тарелью 5402. Подробное описание приводных механизмов клапана дано выше со ссылкой на фиг.1-3. Как видно на фиг.12, первый приводной механизм клапана соединен с парой третьего и первого седла 515, 512 клапана, тогда как второй приводной механизм клапана соединен со вторым и третьим седлами 514, 515 клапана. Соответственно, цилиндрическое сочленение 5501 имеет ее вертикальную с технической точки зрения ось сочленения, расположенную на биссекторной плоскости 585 первого и третьего седел 512, 515 клапана, а второе цилиндрическое сочленение 5502 имеет свою ось сочленения, расположенную на биссекторной плоскости 585 второго и третьего седел 514, 515 клапана.

В отличие от представленных на фиг.11 вариантов осуществления, представленный на фиг.12 вариант осуществления выполнен для приведения первой запорной тарели 5401 в плотный контакт поочередно только с одним из первого и третьего седел 512, 515 клапана и для приведения второй запорной тарели 5402 в плотный контакт поочередно только с одним из второго и третьего седел 514, 515 клапана. Поэтому пятый вариант осуществления предусматривает другое решение для герметичного закрытия трех впускных отверстий (двух из них одновременно) в корпусе 500 нижнего газоуплотнительного клапана с помощью менее чем трех специально предназначенных приводных механизмов. Благодаря использованию двух раздельных приводных механизмов, каждый соединен только с одной парой трех впускных отверстий, соответствующий необходимый угловой ход для горизонтального шарнирного поворота соответствующей запорной тарели 5401, 5402 (как обозначено стрелками 599) ограничен. Соответственно, представленный на фиг.12 вариант осуществления с тремя бункерами позволяет использовать тот же приводной механизм клапана с линейными исполнительными механизмами, что использовался в загрузочной установке на фиг.1-3 с двумя бункерами.

На фиг.13 показан шестой вариант осуществления агрегата нижнего газоуплотнительного клапана, который схож с вариантом осуществления, представленным на фиг.12. Корпус 600 нижнего газоуплотнительного клапана на фиг.13 содержит три впускных отверстия с соответствующими седлами 612, 614, 615 клапана. Механизм газоуплотнительного клапана, как показано на фиг.12, содержит две запорные тарели 6401, 6402, при этом каждая запорная тарель установлена на соответствующем удлинителе 6461, 6462, которые поддерживаются с помощью специально предназначенных цилиндрических сочленений 6501, 6502, расположенных с вертикальной осью сочленения на биссекторной плоскости 685 пары седел 612-615; 614-615, с которыми соединена запорная тарель 6401, 6402. Главное отличие варианта осуществления, представленного на фиг.13, от варианта осуществления, представленного на фиг.12, состоит в том, что корпус 600 нижнего газоуплотнительного корпуса выполнен так, чтобы включать в себя соответствующее дополнительное стояночное положение 6431, 6432 для каждой запорной тарели 6401, 6402. Кроме того, для осуществления позиционирования каждой запорной тарели 6401, 6402 в ее стояночном положении 6431, 6432 конструкция приводного механизма, несмотря на свою в целом схожесть с конструкцией, описанной выше относительно фиг.1, модифицирована и включает в себя удлинители 6461, 6462 большей длины или обеспечивает больший диапазон шарнирного поворота, то есть больший угловой диапазон шарнирного поворотного движения, который указан стрелками 699. Может быть также предусмотрена комбинация обоих типов модификации приводного механизма согласно фиг.1. Стояночные положение 6431, 6432 предусмотрены под верхней пластиной 602 в наружном расположении с их центрами, расположенными на дуге окружности шарнирного поворотного движения (смотри фиг.4) соответствующих запорных тарелей 6401, 6402.

Стояночные положения в представленном на фиг.13 варианте осуществления позволяют осуществлять открытие двух впускных отверстий в одно и то же время для загрузки сыпучего материала из двух бункеров одновременно, например в целях перемешивания. Например, с помощью примерной компоновки, как показано на фиг.13, помимо шихты, в настоящее время выгружаемой из бункера над открытым третьим седлом 615 клапана, может загружаться дополнительный шихтовой материал из бункера над вторым седлом 614 клапана (показан закрытым на фиг.13) посредством перемещения второй запорной тарели наружу к ее второму стояночному положению 6432. Схожим образом, шихта из обоих бункеров над первым и вторым седлами 612, 614 клапана может загружаться одновременно с помощью первой запорной тарели 6401, находящейся в ее стояночном положении 6431, и с помощью второй запорной тарели 6402, закрывающей третье седло 615 клапана, или одновременно из обоих бункеров над первым и третьим седлами 612, 615 клапана с помощью первой запорной тарели 6401, находящейся в ее стояночном положении 6431, и второй запорной тарели 6402, закрывающей второе седло 614 клапана. Следует отметить, что стояночные положения 6431, 6432 выполнены в виде не имеющих уплотнительной функции псевдоседел, при этом уплотнительные поверхности односторонних запорных тарелей 6401, 6402 входят в контакт в стояночном положении для предотвращения воздействия на уплотнительные поверхности, то есть когда два впускных отверстия открыты, как делается возможным посредством варианта осуществления согласно фиг.13.

Перечень ссылочных обозначений фиг.1-14:

Фиг.1-4

100 корпус нижнего газоуплотнительного клапана

102 Верхняя пластина

104 Первое впускное отверстие

105 Центральная ось

106 Второе впускное отверстие

107 Нижнее выпускное отверстие

108 Нижняя пластина ПО Боковые стенки

112 Первое седло клапана

114 Второе седло клапана

116, 118 Цилиндрическая кромка

140 Запорная тарель

142 Уплотнение

144 Первый концевой участок

146 Удлинитель (жесткий)

148 Второй концевой участок

150 Цилиндрическое сочленение

151 Вертикальная ось сочленения

152 Выходной вал

154 Втулка

156 Кожух

172 Первый гидравлический цилиндр

174 Второй гидравлический цилиндр

176 Неподвижная проушина

180 Подвижная проушина

182 Опорный рычаг

184 Плечо рычага

185 Перпендикулярная биссекторная плоскость

187 Отрезок прямой

189 Вертикальный ход

Фиг.5-7

200 Корпус нижнего газоуплотнительного клапана 202 Верхняя пластина

204 Первое впускное отверстие

205 Центральная ось

206 Второе впускное отверстие

207 Нижнее выпускное отверстие

208 Нижняя пластина

210 Боковые стенки

212 Первое седло клапана

214 Второе седло клапана

216, 218 Цилиндрическая кромка

240 Запорная тарель

242 Уплотнение

246 Удлинитель (шарнирный)

251 Вертикальная ось сочленения

260 Шарнирное соединение

290 Первая часть

292 Вторая часть

294 Шарнир

296 Приводная штанга

295, 297 Двойная стрелка (поворот)

298 Полый вал

299 Двойная стрелка (шарнирный поворот)

Фиг.8-9

300 Корпус нижнего газоуплотнительного клапана

302 Верхние пластины

304 Первое впускное отверстие

305 Центральная ось

306 Второе впускное отверстие

307 Нижнее выпускное отверстие

308 Нижняя пластина

310 Боковые стенки

312 Первое седло клапана

314 Второе седло клапана

316, 318 Цилиндрическая кромка

340 Запорная тарель

342 Уплотнение

346 Удлинитель (шарнирный)

353 Горизонтальная ось сочленения

390 Первая часть

360 Шарнирное соединение

392 Вторая часть

394 Шарнир

396 Приводная штанга

395, 397 Двойная стрелка (поворот)

398 Полый вал

399 Двойная стрелка (шарнирный поворот)

Фиг.11

400 Корпус нижнего газоуплотнительного клапана 402 Верхняя пластина

410 Боковые стенки

412 Первое седло клапана

414 Второе седло клапана

415 Третье седло клапана

440 Первая запорная тарель

441 Вторая запорная тарель

446 Первый удлинитель (жесткий)

447 Второй удлинитель (жесткий)

450 Цилиндрическое сочленение

485 Биссекторные плоскости

499 Стрелки (шарнирный поворот на 360°)

Фиг.12

500 Корпус нижнего газоуплотнительного клапана

502 Верхняя пластина

512 Первое седло клапана

514 Второе седло клапана

515 Третье седло клапана

5401 Первая запорная тарель

5402 Вторая запорная тарель

5461 Первый удлинитель (жесткий)

5462 Второй удлинитель (жесткий)

5501 Первое цилиндрическое сочленение

5502 Второе цилиндрическое сочленение

585 Биссекторные плоскости

599 Стрелка (шарнирный поворот)

Фиг.13

600 Корпус нижнего газоуплотнительного клапана

602 Верхняя пластина

612 Первое седло клапана

614 Второе седло клапана

6401 Первая запорная тарель

6402 Вторая запорная тарель

6461 Первый удлинитель (жесткий)

6462 Второй удлинитель (жесткий)

6431 Стояночное положение (первая запорная тарель)

6432 Стояночное положение (вторая запорная тарель)

6501 Первое цилиндрическое сочленение

6502 Второе цилиндрическое сочленение

685 Биссекторные плоскости

699 Стрелка (шарнирный поворот)

Фиг.14 (известный уровень техники)

1 Корпус нижнего газоуплотнительного клапана

2 Первое впускное отверстие

4 Второе впускное отверстие

5 Центральная ось

7 Нижнее выпускное отверстие

12 Первое седло клапана

14 Второе седло клапана

22 Первый бункер

24 Второй бункер

26 Первая задвижка материала

28 Вторая задвижка материала

32 Первая заслонка газоуплотнительного клапана (открыта)

34 Вторая заслонка газоуплотнительного клапана (закрыта)

36 Первое плечо затвора

38 Второе плечо затвора

1. Загрузочная установка для шахтной печи, прежде всего для доменной печи, содержащая по меньшей мере два бункера для промежуточного хранения подлежащего загрузке в печь шихтового материала и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана, содержащий корпус нижнего газоуплотнительного клапана, который расположен под бункерами и имеет по меньшей мере два впускных отверстия, при этом каждое впускное отверстие имеет соответствующее сопряженное седло клапана и каждое впускное отверстие взаимодействует соответственно с одним из бункеров, выпускное отверстие для прохождения шихтового материала в печь и механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения впускных отверстий, отличающаяся тем, что механизм газоуплотнительного клапана содержит одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, при этом механизм газоуплотнительного клапана выполнен для поочередного приведения уплотнительной поверхности односторонней запорной тарели в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана для уплотнения сопряженного впускного отверстия.

2. Загрузочная установка по п.1, в которой механизм газоуплотнительного клапана содержит поворотно-скользящее цилиндрическое сочленение, имеющее по существу вертикальную ось сочленения, и удлинитель, имеющий первой концевой участок и второй концевой участок, при этом запорная тарель установлена на первом концевом участке удлинителя, а поворотно-скользящее цилиндрическое сочленение поддерживает удлинитель на втором концевом участке, для перемещения запорной тарели вверх и вниз по существу в вертикальном направлении и шарнирного поворота запорной тарели по существу в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси сочленения, для осуществления поочередного привода уплотнительной поверхности в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана.

3. Загрузочная установка по п.1, в которой механизм газоуплотнительного клапана содержит поворотное соединение, имеющее по существу вертикальную ось сочленения, удлинитель, имеющий первую часть с первым концевым участком и вторую часть со вторым концевым участком, при этом запорная тарель установлена на первом концевом участке первой части, а шарнирное соединение поддерживает вторую часть удлинителя на втором концевом участке, и шарнир, имеющий по существу горизонтальную ось шарнира и соединяющий первую часть со второй частью, для шарнирного поворота удлинителя с запорной тарелью по существу в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси сочленения, и поворота первой части с запорной тарелью вверх и вниз вокруг по существу горизонтальной оси шарнира для осуществления поочередного привода уплотнительной поверхности в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана.

4. Загрузочная установка по п.1, в которой механизм газоуплотнительного клапана содержит поворотное соединение, имеющее по существу горизонтальную ось сочленения, удлинитель, имеющий первую часть с первым концевым участком и вторую часть со вторым концевым участком, при этом запорная тарель установлена на первом концевом участке первой части, а шарнирное соединение поддерживает вторую часть удлинителя на втором концевом участке, и шарнир, имеющий ось шарнира, расположенную поперечно оси сочленения, при этом шарнир соединяет первую часть со второй частью, для шарнирного поворота удлинителя с запорной тарелью вокруг горизонтальной оси сочленения и поворота первой части с запорной тарелью вверх и вниз вокруг поперечной оси шарнира для осуществления поочередного привода уплотнительной поверхности в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана.

5. Загрузочная установка по п.2, в которой поворотно-скользящее цилиндрическое сочленение содержит выходной вал, полую втулку, в которой выходной вал поддерживается неподвижным в осевом направлении и является вращаемым вокруг оси сочленения, и наружный кожух, в котором полая втулка поддерживается с возможностью скольжения вдоль оси сочленения, при этом наружный кожух прикреплен к корпусу нижнего газоуплотнительного клапана.

6. Загрузочная установка по п.5, в которой механизм газоуплотнительного клапана содержит первый гидравлический цилиндр, соединенный с наружным кожухом и полой втулкой для осевого перемещения полой втулки и выходного вала относительно наружного кожуха вдоль оси сочленения, и второй гидравлический цилиндр, соединенный с полой втулкой и выходным валом для вращения выходного вала относительно полой втулки вокруг оси сочленения.

7. Загрузочная установка по п.6, в которой первый гидравлический цилиндр имеет соединенную с наружным кожухом гильзу цилиндра и соединенную с полой втулкой головку поршня для осевого перемещения полой втулки и выходного вала относительно наружного кожуха вдоль оси сочленения, полая втулка имеет прикрепленный перпендикулярно верхнему концевому участку втулки опорный рычаг, при этом выходной вал имеет прикрепленное перпендикулярно верхнему концевому участку выходного вала плечо опорного рычага, и второй гидравлический цилиндр имеет шарнирно сочлененную с опорным рычагом гильзу цилиндра и шарнирно сочлененную с плечом опорного рычага головку поршня для вращения выходного вала относительно полой втулки вокруг оси сочленения.

8. Загрузочная установка по любому из пп.1-7, в которой механизм газоуплотнительного клапана поддерживается корпусом нижнего газоуплотнительного клапана с осью сочленения, находящейся в перпендикулярной биссекторной плоскости двух седел клапана, с помощью которых уплотнительная поверхность запорной тарели может быть поочередно приведена в плотный контакт.

9. Загрузочная установка по любому из пп.2 и 3, в которой механизм газоуплотнительного клапана поддерживается верхней стороной корпуса нижнего газоуплотнительного клапана, при этом корпус с по существу вертикальной осью сочленения смещен в сторону от отрезка, соединяющего соответствующие центры первого седла клапана и второго седла клапана.

10. Загрузочная установка по п.8, в которой механизм газоуплотнительного клапана поддерживается верхней стороной корпуса нижнего газоуплотнительного клапана, при этом корпус с по существу вертикальной осью сочленения смещен в сторону от отрезка, соединяющего соответствующие центры первого седла клапана и второго седла клапана.

11. Загрузочная установка по п.4, в которой механизм газоуплотнительного клапана поддерживается боковой стенкой корпуса нижнего газоуплотнительного клапана с по существу горизонтальной осью сочленения, вертикально смещенной под отрезком, соединяющим соответствующие центры первого седла клапана и второго седла клапана.

12. Загрузочная установка по п.8, в которой механизм газоуплотнительного клапана поддерживается боковой стенкой корпуса нижнего газоуплотнительного клапана с по существу горизонтальной осью сочленения, вертикально смещенной под отрезком, соединяющим соответствующие центры первого седла клапана и второго седла клапана.

13. Загрузочная установка по любому из пп.2-7, в которой запорная тарель установлена на первом концевом участке удлинителя посредством сферического сочленения.

14. Загрузочная установка для шахтной печи, прежде всего для доменной печи, содержащая три бункера для промежуточного хранения подлежащего загрузке в печь шихтового материала и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана, содержащий корпус нижнего газоуплотнительного клапана, который расположен под бункерами и имеет первое впускное отверстие с сопряженным первым седлом клапана, второе впускное отверстие с сопряженным вторым седлом клапана, третье впускное отверстие с сопряженным третьим седлом клапана, при этом каждое седло клапана взаимодействует соответственно с одним из бункеров, выпускное отверстие для прохождения шихтового материала в печь и механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения впускных отверстий, отличающаяся тем, что механизм газоуплотнительного клапана содержит первую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, и вторую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, при этом механизм газоуплотнительного клапана выполнен для поочередного приведения уплотнительной поверхности первой односторонней запорной тарели и уплотнительной поверхности второй односторонней запорной тарели соответственно спаренным образом в плотный контакт с первым и вторым седлом клапана, со вторым и третьим седлом клапана и с третьим и первым седлом клапана для осуществления одновременного уплотнения двух из трех впускных отверстий.

15. Загрузочная установка для шахтной печи, прежде всего для доменной печи, содержащая три бункера для промежуточного хранения подлежащего загрузке в печь шихтового материала и агрегат нижнего газоуплотнительного клапана, содержащий корпус нижнего газоуплотнительного клапана, который расположен под бункерами и имеет первое впускное отверстие с сопряженным первым седлом клапана, второе впускное отверстие с сопряженным вторым седлом клапана, третье впускное отверстие с сопряженным третьим седлом клапана, при этом каждое впускное отверстие взаимодействует соответственно с одним из бункеров, выпускное отверстие для прохождения шихтового материала в печь и механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения впускных отверстий, отличающаяся тем, что механизм газоуплотнительного клапана содержит первую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, и вторую одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, при этом механизм газоуплотнительного клапана выполнен для поочередного приведения уплотнительной поверхности первой односторонней запорной тарели в плотный контакт как с первым, так и со вторым седлом клапана и для поочередного приведения уплотнительной поверхности второй односторонней запорной тарели в плотный контакт как со вторым, так и с третьим седлом клапана для осуществления одновременного уплотнения двух из трех впускных отверстий.

16. Агрегат нижнего газоуплотнительного клапана для загрузочной установки шахтной печи по меньшей мере с двумя бункерами, прежде всего для загрузочной установки доменной печи по меньшей мере с двумя бункерами, содержащий корпус нижнего газоуплотнительного клапана, который выполнен для расположения под бункерами и имеет по меньшей мере два впускных отверстия, при этом каждое впускное отверстие имеет соответствующее сопряженное седло клапана, и каждое впускное отверстие выполнено соответственно для взаимодействия с одним из бункеров, выпускное отверстие для прохождения шихтового материала в печь и механизм газоуплотнительного клапана для уплотнения впускных отверстий, отличающийся тем, что механизм газоуплотнительного клапана содержит одностороннюю запорную тарель, имеющую единственную уплотнительную поверхность, при этом механизм газоуплотнительного клапана выполнен для поочередного приведения уплотнительной поверхности односторонней запорной тарели в плотный контакт с каждым по меньшей мере из двух седел клапана для уплотнения сопряженного впускного отверстия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию системы загрузки доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию системы загрузки доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к оборудованию системы загрузки доменной печи. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к загрузочным устройствам шахтных печей. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на доменных печах с конусным засыпным устройством. .

Изобретение относится к области металлургии, точнее к газоуплотнительным клапанам загрузочного устройства доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к загрузочным устройствам шахтных печей. .

Изобретение относится к области металлургии, точнее к загрузочным устройствам доменной печи. .
Наверх