Устройство для регулирования давления газа на колошнике доменной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(51) С 21 В 7 20 ОПИСА АВТОРСНО СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт поочистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичныхэнергоресурсов предприятий чернойметаллургии(56) 1. Старицкий В.Н. Газовоехозяйство заводов черной металлургиМ., ффМеталлургияфф, 1979, с.62-632. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2946306/22-02,кл. С 21 В 9/12, 25.06.80.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА НА КОЛОШНИКЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащее газоподводящую и газоотводящую камеры, клапаны с седлами, гибкими элементами и запор- ными конусами, расположенными один с внешней стороны, другой с внутренней стороны гаэоподводящей камеры и соединенными штоками с приводами их перемещения и вращения, и систе" му орошения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности при эксплуатации, диаметр запорного конуса, расположенного с внутренней стороны газоподводящей камеры, составляет 1,05-1,15 диаметра запорного конуса, расположенного Е с внешней. стороны газоподводящей камеры, а шток выполнен из шарнирно соединенных частей.С:35 50 65. Изобретение относится к чернойметаллургии, а именно к доменномупроизводству, и может найти применение при регулировании отвода газовна доменныхпечах.Известно устройство для регулирования давления газа на колошникедоменной .печи, включающее газоподводящую и газоотводящую камеры, клапаны с седлами, запорным конусом,штоком, приводами перемещения запорных конусов, систему орошения (,1,Недостатком известного устройстваявляется необходимость преодолениябольших усилий от давления газа,действующего на поверхность запорного конуса.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля регулирования давления газа наколошнике доменной печи, содержащеегазоподводящую и газоотводящую камеры, пары клапанов с седлами, гибкими элементами, запорными конусами, расположенными один с внешней 25стороны, другой с внутренней стороны газоподводящей камеры и соединенными штоком с приводами их перемещения и вращения, и систему оро-,шения 23 30К недостаткам этого устройстваотносятся низкая надежность работы привода перемещения запорныхконусов, который должен .быть постоянно включен для обеспечениягерметичности путем создания необходимого усилия сжатия на уплотняемых поверхностях, а также сложность обеспечения необходимой соосности штока с местами его посадкив корпусе, т,е, технически трудно 40при значительных габаритах устройства обеспечить надежное запираниеклапанов (прилегание по всей поверхности запорных конусов к сед"лам) . 45Целью изобретения являетсяобеспечение повышения надежностипри эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования давления газа на калошнике доменной печи, включающем газопод" водящую и газоотводящую камеры, клапаны с седлами, гибкими элементами, запорными конусами, расположенными один с внешней стороны, другой с внутренней стороны газо- подводящей камеры и соединенными штокамис приводами их перемещения и вращения, и систему орошения, диаметр запорного конуса, располо- женного с внутренней стороны газо- подводящей камеры, составляет 1,05-1,15 диаметра запорного коку" са, расположенного с внешней стороны газоподводящей камеры, а штоквыполнен из шарнирно соединенныхчастей.Соотношение диаметров обосновывается следующим.Для обеспечения герметичностинеобходимо создать на общем штокедополнительное, постоянно действующее на время закрытия конусовусилие сжатия уплотняемых поверхностей Р Р ;+Р , Это усилиедолжно быть. направлено от каждогоконуса к соответствующей стенкегазоподводящей камеры, имеющей место уплотнения - седло клапана.Создать это дополнительное уси-лие сжатия внешней силой (при помощи привода) сложно и не экономично. Лучше использовать существующий перепад давления АР. При этомдостаточно диаметр конуса, расположенный с внутренней стороны газо;подводящей камеры, выполнить большимдиаметра запорного конуса, расположенного с внешней стороны газоподводящей камеры, Тогдар:р +р -д Р(02 02) . (1)Усилие от внешнего привода исполь,зуется только в момент открыванияконусов. Усилия сжатия РсФи Рсмгфвходящие в формулу (1) для созданиянадежной герметичности, определяются из следующего выражения дляконусных поверхностей беспрокладочгде -(0-02) - площадь проекцииу с гуплотняемого пояска запорного конуса (фиг.1 узел 1). Для упрощениярасчетов выразим площадь проекциипояска через ширину пояска Ь исредний диаметр пояска, т;е.34 (Ок 0 ) = ( 02 Ьз г, а выраз 1 п И+ Рт)жение -"-"- -- =К, тогда Рсоз у с ,2 =0,г Ьэг К г . Необходимое общее усилие для создания надежнойгерметичности по большему и меньшему конусам составляетКак правило, для большого и малого конусов конструкция уплотнения одинакова, так как условия ихэксплуатации абсолютно аналогичны,поэтому можно принять, чтоЪЭфЪЭг"-ЪЭ р Я,ф 2=Я(1 (= г=Подставляя эти значения в формулу (3)получаем следующее:са сж+ сж =Т(ЬЩК(01+02(4)са сжсжг;ного звена 8, соединенного шарнирами 9 с полуштоками б.Полуштоки б смонтированы в опо" рах 10 и снабжены приводами 11 вращения запорных конусов.Шток соединен с.приводом перемещения 12, Устройство оборудованосистемой орошения 13 и 9 айпаснымгаэоходом 14 с клапаном 15.110 Устройство работает следующимобразом.Газ из газоподводящей камеры 1поступает в газоотводящую камеру 2через седла клапанов 4, располо 15 женных попарно в стаканах 3. Последние имеют окна для прохода газа,у но согласно формулам (1) и (4) левые выражения равны, тогда приравни" вая правые части этих формул, получаем/ При необходимости прекратитьпроход газа привод 12 перемещает 20 шток ( с полуштоками б, промежуточным звеном 8) с запорными конусами 7по направлению к седлам клапанов 4. Запорный конус 7 расположенныйс вйутренней стороны гаэоподводящей камеры, выполнен большего диа",метра, чем эапорный конус 7, расположенный с внешней стороны газоподводящей камеры, поэтому усилиеот давления газа на каждый из запорных конусов полностью не уравновешивается, а способствует надежномуприжатию конусов 7 к,седлам клапа,на 4. Привод 12 может быть при этомвыключен.35сов(8-10)Ь 40 Подставляя значения - и К в формулу (б) получаем " =1+1600 г(0,01-0,015) (0,4-0,6) =1+(0,064-0,15)т.е. -=1,064-1,15,02Увеличение соотношения - вле 012чет за собой увеличение мощностивнешнего привода для открывания ко-. нусовНа фиг.1 показано предлагаемоеустройство, поперечный разрез; нафиг.2 - разрез А-А на Фиг.1; нафиг,.З - узел 1 на фиг.1.Устройство состоит иэ газоподводящей камеры 1, установленнойвнутри гаэоотводящей камеры 2. Междуними установлены стаканы 3, в кото 60рых размещены седла клапанов 4,снабженные гибкими элементами 5.Шток клапана состоит из двухполуштоков б с закрепленными на них.запорными конусами 7 и промежуточ 55 дР(0-0 ) =ФЬэяк(0+О ), (5) так как для данного вида атбюрации я = 4 р = 4 ар Формулу (5) можно записать какТг4 ВРИ-Р Д(Э+2 :4 УЬЭс 3 РК 3) +) )и сокращая одинаковые величины,1получаем 4 (0 -0 г) =4 ЬэК, деля правую и левую части формул на 0 г после преобразования, получаемВ ЬэКРассмотрим выражение в . ТакОг как ширину пояска из условия надежного .сочлененйя уплотняемых поверхностей, а также для создания необходимого удельного давления стараются делать минимальными, можно для условия доменного производства принять следующее: Ьэ 5 " 300 01-6 0150 400 - 2000 ф.фг а коэФФициент К -- - подэ 1 п (о(+ Р ) считать из условия обтюрации ти". па ХШ, где К = 15-36 , 9 т =8-10 поэтому Все возможные неточности изготовления на надежность работы устройства влияния не оказывают, так как компенсируются шарнирами 9 и про. межуточным звеном 8.Гибкие элементы 5 дополнительно компенсируют неточности сборки, а также зазоры в шарнирах 9.Для обеспечения плотного закрывания клапанов в условиях их.эарастания (отложениями) осуществляется вращательное движение запорных 1конусов 7 приводами 11.Система, орошения 13 обеспечивает подачу воды в устройство. После закрытия клапанов и поднятия давления газа под колошником доменной печи до номинальной величины включается в работу поворотный клапан 15 на байпасном газоходе 14. Возможно также применение устройства с автоматическим поддержанием давления газа над колошником одним из попарно расположенных клапанов без клапана 15.Отвод шлама иэ устройства осуществляется одним,из известных способов.Преимуществом изобретения является повышенная надежность его работы за .счет обеспечения газоплотности, конструкции и использованиядавления газа для закрывания клапанов. Экономический эффект от внедрения.изобретения на доменной печи объемом 1700 мЗ составляет порядка 180 тыс.руб. в год.Зак ПодписноеССР д 4/5 нт, г. Ужгород ул, Проектная ППП фПа Фил 273/23 ТирВНИИПИ Государспо делам изо 113035, Москва, Ж ж 540венногоретений35, Рауш омитета открыт кая наб