Тарельчатый клапан

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пн 572498

СбюЗ Соаетскиж

Социалистимесниж

Республин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.04.76 (21) 2343361/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 02.09.77 (51) М, Кл. С 21В 7/18

Государственный комитет

Совете Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 669.162.215.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Праздников, В. И. Большаков и Г. В. Дракин

Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) ТАРЕЛЪЧАТЫЙ КЛАПАН

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

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство клапана с грузовым уравновешиванием, которое содержит привод, вертикальный загрузочный патрубок с седлом на нижнем его конце, двуплечий рычаг с шарнирно подвешенной к одному плечу запорной тарелью и закрепленным на другом плече противовесом, причем седло установлено под углом не менее 45 к направлению оси загрузочного патрубка, а точка подвеса тарели к рычагу смещена относительно ее центра тяжести. Уравновешивание и фиксация тарели клапана с необходимыми усилиями прижатия в двух крайних положениях осуществляются при помощи противовеса, закрепленного на рычаге. Открывание и закрывание известного устройства осуществляется с помощью привода, вращающего вал клапана (11. Однако грузовое уравновешивание существенно увеличивает маховые массы и продолжительность цикла работы клапана. При этом в приводе клапана возникают значительные динамические нагрузки при разгоне и торможении.

Указанные недостатки снижают срок службы клапана, уменьшают производительность работы агрегата и приводят к лишнему расходу энергии.

Целью изобретения является уменьшение динамических нагрузок в системе привода и повышение быстродействия клапана, а так>ке фиксация тарели с необходимыми усилия5 ми прижатия в двух крайних позициях и более полное уравновешивание подвижных частей клапана.

Указанная цель достигается тем, что механизм уравновешивания и фиксации тарели

10 выполнен в виде предварительно напряженного торсиона, через четырехзвенный рычажный механизм связанного с валом привода, а также тем, что мертвое положение рычажного механизма располо>кено в пределах его

15 рабочего хода.

На фиг. 1 показана кинематическая схема клапана в трех положениях: 1 — закрыт, II— открыт, 111 — в промежуточном положении; на фиг. 2 показана пространственная кинема20 тическая схема клапана в закрытом поло>кении.

Клапан содержит седло 1, запорную тарель

2, шарнирно установленную на рычаге 3 вала 4 клапана. На валу клапана закреплен

25 рычаг 5 четырехзвепного рычажного механизма, имеющего также шатун б и коромысло 7, которое связано одним концом с шатуном, а другим концом с упругим звеном — торсионом 8, установленным в подшипниках 9.

30 Предв"ðèòå,ëüíîå напряжение торсиона 8 обеспечивается стяжкой 10. Вал клапана сое572498

¹ 281494, динен с приводом 11, выполненным в данном случае в виде шестерни, зубчатой рейки и силового гидроцилиндра. Предварительно напряженный торсион 8 развивает крутящий момент Т, который через четырехзвенную рычажную передачу, содержащую звенья 5 — 7, создает на валу клапана крутящий момент

Мт. На вал клапана действует также крутящий момент Мкл от веса тарели 2 с рычагом

3. В доменных печах большого объема вес запорной тарели с рычагом у газоотсекающих клапанов достигает 1,2 — 1,5 т. С целью увеличения быстродействия клапана, снижения динамических нагрузок и мощности привода необходимо уравновесить крутящий момент

Мкл, развиваемый весом тарели и рычага, а также уменьшить приведенный момент от маховых масс подвижных частей клапана. В случае, если тарель клапана необходимо фиксировать с заданным усилием прижатия лишь в одном закрытом положении, то мертвое поло>кение чегырехзвенного механизма может располагаться вне пределов рабочего хода рычажного механизма уравновешивания. Рассматриваемый клапан доменной печи необходимо фиксировать в двух крайних положениях — закрытом и открытом, причем конструктивная особенность клапана состоит в том, что центр тяжести (Ц. T.) запорной тарели 2 с рычагом 3 смещен относительно оси вала клапана таким образом, что в крайних положениях тарели он создает момент Мкл различного направления относительно оси вала клапана (см. фиг. 1).

Клапа работает следующим образом, В закрытом положении запорная тарель 2 прижимается к седлу 1 с необходимым усилием, которое развивает торсион 8 через четырехзвенную рычажную передачу, содер>кащую звенья 5 — 7. Предварительное закручивание торсиона 8 производится стяжкой 10.

При открывании газоотсекающего клапана привод 11 вращает вал клапана, преодолевая усилие прижатия запорной тарели к седлу.

11осле прохождения рычажным механизмом мертвого положения крутящий момент Мт на валу клапана изменяет направление и впоследствии тарель 2 с рычагом 3 прижимается с необходимым усилием в крайнем открытом положении за счет момента Т, развиваемого предварительно напряженным торсионом 8.

Закрывание клапана осуществляется в обратном порядке. Привод 11 вращает вал клапана, преодолевая усилие прижатия тарели 2 с рычагом 3 в крайнем открытом положении.

11осле прохо>кдения рычажным механизмом мертвого положения крутящий момент Мт на валу клапана изменяет направление на противоположное ti в последствии тарель 2 при>кимаетс«к седлу 1 с необходимым усилием прижатня фиксируется за счет момента Т, развиваемого торсиопом 8.

При отказе энергосистемы привода запорная тарель клапана фиксируется с необходи10

45 мыми усилиями прижатия в крайних поло. енпях. Предварительное напряжение торсиона должно быть таковым, чтобы развиваемый им момент Мт на валу клапана был противополо>кен по направлению и превосходил момент, создаваемый собственным весом клапана Мкл, ta величину, достаточную для обеспечения необходимого усилия прижатия тарели в крайнем положении. Предварительный угол закручивания торсиона является расчетным параметром и зависит от необходимого усилия прижатия запорной тарели к седлу, жесткости торсиона и передаточного отношения рычажного механизма. Усилие прижатия тарели к седлу должно быть достаточным для обеспечения герметичности клапана, а усилие прижатия тарели в крайнем открытом положении — достаточным, чтобы предотвратить проворачивание и возврат клапана в промеж точное положение, где рабочая поверхность клапана окажется под абразивным воздействием потока сыпучего материала и запыленного газа.

Крутящий момент привода, необходимый для срабатывания клапана, определяется заданными усилиями прпжатия тарели в крайних положениях и представляет собой разность уравновешивающего момента Мт, создаваемого торсионом, и момента Мкл от собственного веса тарели с рычагом. Так как необходимый для срабатывания момент привода уравновешенного клапана оказывается в несколько раз меньше, чем указанный момент для неуравновешенного клапана, то предлагаемое уравновешивание приводит к уменьшению нагрузок, сокращению времени срабатывания и экономии энергии привода.

Из мертвого положения четырехзвенный рыча>кный механизм выводится за счет сил веса тарели и рычага. Поэтому даже при отказе системы привода тарель устанавливается в одном из крайних положений и обеспечивает работу доменной печи на резервном режиме, Формула изобретения

Тарельчатый клапан, содержащий привод, седло, шарнирно установленную на рычаге вала привода тарель и механизм уравновешивания и фиксации тарели, кинематически связанный с этим валом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок в системе привода и повышения быстродействия клапана, механизм уравновешивания и фиксации тарели выполнен в виде предварительно напряженного торсиона, связанного через четырехзвенный рыча>кный механизм с валом привода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство кл. С 21В 7/18, 15.06,69.

572498

Фиг 1

Составитель Б. Раковский

Техред М. Семенов

Редактор Е. Хорина

Корректор Л. Брахнина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1940/15 1Ьд. М 728 Тиргхк 693 Подписи,зе

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская нгб., д. 4/5