Тарельчатый клапан

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СОВЗ Сомтскиж Социалистицесниж Республин(5 21 В 7 18 с присоединением заявки(23) ПриоритетОпубликовано 15.09,77. БюллетеньДата опубликования описания 02.09.7 ГосударстВенный комитетСовета Министров СССРЛа делам изобретенийи открытий 53) УДК 669,162.215.(71 ои металлурги итель 4) ТАРЕЛЪЧАТЫЙ КЛАПА Изобретение относится к области чернойметаллургии, 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 111, 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 уменьшениединамических нагрузок в системе привода иповышение быстродействия клапана, а также фиксация тарели с необходимыми усилия 5 ми прижатия в двух крайних позициях и более полное уравновешивание подвижных частей клапана.Указанная цель достигается тем, что механизм уравновешивания и фиксации тарели10 выполнен в виде предварительно напряженного торсиона, через четырехзвенный рычажный механизм связанного с валом привода, атакже тем, что мертвое положение рычажного механизма расположено в пределах его15 рабочего хода.На фиг. 1 показана кинематическая схемаклапана в трех положениях: 1 - закрыт, 11 -открыт, 111 - в промежуточном положении;на фиг. 2 показана пространственная кинема 20 тическая схема клапана в закрытом положении,Клапан содержит седло 1, запорную тарель2, шарнирно установленную на рычаге 3 вала 4 клапана, На валу клапана закреплен25 рычаг 5 четырехзвеиного рычажного механизма, имеющего также шатун б и коромысло 7,которое связано одним концом с шатуном, адругим концом с упругим звеном - торсионом 8, установленным в подшипниках 9,30 Предварительное напряжение торсиона 8обеспечивается стяжкой 10. Вал клапана сое 572498динен 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 ры чажную 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 за порной 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 15 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 20 в одном закрытом положении, то мертвое положение чегырехзвенного механизма может располагаться вне пределов рабочего хода рычажного механизма уравновешивания. Рассматриваемый клапан доменной печи необхо димо фиксировать в двух крайних положениях - закрытом и открытом, причем конструктивная особенность клапана состоит в том, что центр тяжести (Ц.Т.) запорной тарели 2 с рычагом 3 смещен относительно оси вала кла- З 0 пана таким образом, что В крайних положениях тарели он создает момент Мкл различного направления относительно оси вала клапана (см. фиг. 1).Клапан работает следующим образом, З 5 В закрытом положении запорная тарель 2 прижимается к седлу 1 с необходимым усилием, которое развивает торсион 8 через четырехзвенную рычажную передачу, содеркащую звенья 5 - 7. Предварительное закручи вание торсиона 8 производится стяжкой 10. При открывании газоотсекающего клапана привод 11 вращает вал клапана, преодолевая усилие прижатия запорной тарели к седлу.11 осле прохождения рычажным механизмом 45 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 50 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, 55 11 осле прохокдения рычажным механизмом мертвого положения крутящий момент Мт ца валу клапана изменяет направление на противоположное и в последствии тарель 2 прижимается к седлу 1 с необходимым усилием 60 прижатня и фиксируется за счет момента Т, развиваемого торсиоцом 8.При отказе энергосистемы привода запорная тарель клапана фиксируется с необходимыми усилиями прижатия в крайних поло. енцях. Предварительное напряжение торсиона должно быть таковым, чтобы развиваемый им момент Мт на валу клапана был противополокен по направлению и превосходил момент, создаваемый собственным весом клапана Мкл, а 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 промежуточноее 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 прцжатия 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 рычакный 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 изобретенияТарельчатый 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 рычакный механизм с валом привода.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство М 281494, кл, С 21 В 7/18, 15.06,69.572498 иг. ректор Л. Брахнин Подпис гоеР Гипография, пр. Сапунова,РедакторЗаказ 1940 Составитель Б. Раковский Техред М. Семенов5 1 Ьд. Ьа 728 Тирани 693 ИИПИ Государственного комитета Совета Минист по делам изобретений и открьтий 113035, Москва, Ж, Раушская иэб., д. 4/5