Уравнительный клапан доменной печи

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналнстнческнкРеслублнк 11956565(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 041) 281 (21) 3241294/22-02 Р 1 М. Кп,з С 21 В 7/20 с присоединением заявки МВГосударственный комитет С ССР но делам изобретений и открытий"т АМЗА Яг 11 ф 4 т 1 щДнецропетровский ордена Трудового Красного"Энаменй .металлургический институт(54) УРАВНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН ДОМЕННОЙ ПЕЧИ 20 Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию доменной печи.Известен уравнительный клапан, состоящий из корпуса с вмонтированным в него седлом, шарнирно соединенной с рычагом, неподвижно установлен-. ном на валу, опиракщемся на подйипниковые опоры и посредством рычажной системы соединенным с приводом, состоящим из редуктора и электродвигателя. На валу клапана установлен контр- груз, служащий для прижатия тарели к седлу в закрытом положении клапана 1,1 . 15 Недостатком таких клапанов является ограниченный срок службы их деталей. Это объясняется тем, что в процессе открывания клапана тарель движется с малой скоростью и детали клапана (седло, тарель и. корпус), находясь продолжительное время в движу.щемся с большой скоростью запыленном потоке газа, быстро выхоцят иэ строя.Малая скорость открывания клнпана обусловлена тем, что в период разгона двигателя ему необходимо преодо,леть максимальный момент, соэдавае ььй давлением газа на тарель и массой контргруэа.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является клапан, состоящий из корпуса с седлом, тарели, шарнирно соединенный с рычагом,. неподвижно установленным на валу, опирающемся на подшипниковые опоры.Вал клапана сообщен с приводом посредством цепи, один конец которой взаимодействует с установленным на нем сектором, а другой - с установленным на валу червячного редуктора барабаном, выполненным с эксцентриситетом таким образом, что его радиус увеличивается пропорционально уменьшению моментов на валу клапана при открывании. Это дает возможность облегчить работу привода и уменьшить его установочную мощность 2).Однако недостатком этого клапана также является малый срок службы деталей, связанный с его медленным отк рыванием,(время открывания 2;5-3 с).Цель изобретения - увеличение сро" ка службы и упрощение конструкции,Поставленная цель достигается тем,. что уравнительный клапан доменной печи, включакщий корпус с седлом, та 956565рель, шарнирно соединенную с рычагом, Фиг. 5), силы действия на него ролиэакрепленным на валу, установленном ков создавали на валу 5 момент, рав, в двух подшипниковых опорах, приводный моменту, определяемому давлениемповорота вала, клапан снабжен наса- уплотняемого в рабочем пространствеженной на валу соосно с ним обоймой, газа на тарель 3.внутри которой закреплен кулачок с 5 Предлагаемое устройство работаетдвумя роликами, симметричными отно- следующим ббразом,сительно оси вала, сочленными с рыча- В открытом положении клапана рогами, одни концы которых подпружине- лики 8 контактируют с поверхностьюны, а другие шарнирно соединены с профиля кулачка в точке, расположенобоймой,.при этом обойма связана с )О ной на наименьшем расстоянии от центприводом вращения кривошипно-шатунным 1 ра кулачка 0).механизмом. При закрывании клапана крутящийЭа счет того, что установленный момент передается от привода на прина валу кулачок взаимодействует с водную обойму 11, при вращении котодвумя подпружиненными и связанными 5 рой ролики перемещаются по повеРхс приводной обоймой роликами, разгон ности профиля кулачка, отклоняясь от15привода осуществляется до нач.ала его малой оси на угол о(, . (Фиг. 5) .открывания клапана, а упРугий элемент При этом расстояние от центра кулачпри этом накапливает энергию, которую ка до точки контакта его с роликамион отдает в период открывания клапа- будет увеличиваться и ролики посредна системе вал-рычаг-тарель. Так"ф ством рычагов будут деформировать Упкак в период открывания клапана на ругие элементы. За счет этого приводсистему вал-рычаг-тарель будет. дейст- ная обойма 11 будет воздействовать навовать момент, пеРедаваемЯй от пРиво- кУлачок 7, пеРедаван ему момент (Ип),да через обойму, и момент, обусловлен- который пропорционален углу с( Этоный величиной деформации УпрУгого 25 объясняется тем, что абсолютная велиэлемента, то скорость движения таре- чина силы действия роликов 8 на кулали будет в несколько раэ выае, чем чок 7 (Н) зависит от величины деформау типовых уравнительных клапанов. ции упругого элемента, а величинаНа Фиг. 1 показан предлагаемый плеча этой силы (п) (сила и направуравнительный клапан доменной печи 30 лена по радиусу кривизны профиля куна фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; лачка) также. изменяется с измененина Фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; ем о.на фиг. 4 - вид Г на фиг. 1; на В период, когда Мп будет равенфиг, 5 - разрез В-В на фиг. 3.моменту, обусловленному трением вКлапан состоит из корпУса 1 с 35 опорах 6 и действием на вал сил вевмонтированным в него седлом 2, вхо- са деталей (тарели 3, рычага 4),дящим в контакт с тарелью 3, шаРниР- кулачок 7 начнет вращаться синхронносоединенной с рычагом 4, неподвиж- но с приводной обоймой 11 и останоно насаженным на валу 5, опиракщемся вится, когда тарель 3 зайдет в конна подшипниковые опоры 6. На валУ 5 10 такт с седлом 2, После этого обойнасажен кулачок 7, имекщий элипсооб" ма 11 вращается до тех пор, пока мораэный профиль и взаимодействующий мент, передаваемый кулачку (М), бус двумя симметрично расположенными дет равен требуемому моменту йоджароликами 8, каждый из котоРых соеди- тия тарели 3 к седлу 2 (величина назнен через подшипниковую опоРу с Ры ванного момента рассчитывается изчагом 9, один конец которого соеди- условия создания требуемых удельных45нен с упругим элементом 10 (пружиной, давлений в зоне контакта седла 2 срессорой), а второй конец - с привод- тарелью 3),ной обоймой 11 посредством шарнира. При открывании клапана. приводнаяПРиводнаЯ обойма 11 Установлена со- обойма 11 посредством привода приосно с валом 5 в подшипниках 12 Р свяфО водится во вращение (ролики 8 перезана посредством кривошипно-шатунно- мщцаются по поверхности профиля куго механизма 13 с приводом вращения, лачка в сторону уменьшения угл.а с),состоящим из червячного редуктора 14 При этом упругий элемент 10 отдаети электродвигателя 15 (кинематичес- накопленную при его деформации энеркая связь приводной обойма 11 с при гию приводу, способствуя разгонУ посводом может осуществляться и посред- леднего, а кулачок 7 остается неподством других элементов, например, вижням до тех пор, пока ролики 8 незубчатых секторов или цепной переда- ,переместятся на угол р (фиг, 5),чи),В этот период момент Мп будет равенГеомет ические параметры профиля 60 моменту (И), обусловленному давлееомекулачка 7 0 жесткость упругого эле- нием газа на тарель . двал наЧнет вращаться. Так как приоткрывании клапана давление газа ваданный угол11 на максимально заданны рабочем пространстве понижается, вы( ф 65 угол встречи тарели 3 с потоком гаОтносительно кулачка (угол 5,за уменьшается (это ведет к интенсивному снижению усилия действия газа на тарель), то момент Мгреэко уменьшается. Следовательно, благодаря моменту, равному М 1 - М, вал 5 получит ускорение и угловая скорость его значительно возрастет по сравне.нию с.ведущей обоймой 11, В дальнейшем после того, как моменты М и М выравниваются (при угле р,близком к нулю) оба вала будут открываться10 синхронно до поворота тарели 3 на 90.Расчеты и исследования, проведенные на лабораторной установке, выполненной в масштабе 1:2 к натуре, пока зывают, что время открывания клапана уменьшается в 10 и более раз по сраВнению с существующими конструкциямн, а это дает возможность значительно увеличить срок службы. 20Мощность привода в предлагаемой конструкции клапана меньше, чем в существующих конструкциях. Это объясняется тем, что на валу 1 слапана умейьшается момент из-за отсутствия контргруза, а разгон двигателя происходит в благоприятных условиях, так как в этот период упругий элемент отдает ему накопленную ранее энергию.Применение предлагаемой конструкции дает возможность увеличить срок службы уравнительного клапана до21 мес. Ожидаемая эффективность эагод по одной доменной печи 1550 руб.Формула изобретенияУравнительный клапан доменной печи, включакщий корпус с седлом, тарель, шарнирно соединенную с рычагом, закрепленным на валу, установленном на двух подщипниковых опорах,привод поворота вала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, С целью увеличения срока службы и упрощения конструкции, клапан снабжен насаженнойна валу соосно с ним обоймой, внутрикоторой закреплен кулачок с двумяроликами, симметричными относительнооси вала, сочлененными с рычагами,одни концы которых подпружинены, адругие шарнирно соединены с обоймой,при этом обойма связана с приводомвращения кривошипно-шатунным механизмом,Нсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Доменное оборудование. Ката-лог, 4 11, М., 1975.2. Авторское свидетельство "СССРР 180205, кл, С 21 В 9/12, 1961.956565 Составитель Б.Раковскийедактор Н.Киштулинец Техред Е.Харитоичик. Корректор Е.Рошк ное ака 5 ска е ф гФилиал ППП "Патент", г.у Проектная,др Тираж 587 ВНИИПИ ГосударственноГо к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш