CS215488B1

CS215488B1 - A regulating closure for controlling the flow rate of a fluid

Info

Publication number: CS215488B1
Application number: CS110081A
Authority: CS
Inventors: Jan Mrazek; Vladimir Hadamek
Original assignee: Jan Mrazek; Vladimir Hadamek
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1982-08-27

Abstract

Pro regulaci průtočného množství tekutin o vysoké teplotě např. 1300 °C zůstává problémem konstrukce vhodného regulačního orgánu s vyhovující životností tohoto orgánu za vysokých teplot. Uvedený problém řeší regulační uzávěrsestávající z tělesa např. ze žáruvzdorného materiálu s ocelovým pláštěm, ve středu s průběžným otvorem se zabudovaným škrtícím elementem, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ve stěně průběžného otvoru tělesa je vytvořeno vybrání klínovitého tvaru zužující se ve směru proudění tekutiny průběžným otvorem a odpovídající tvarem škrtící klapce, která je ve vybrání nejširší částí svého průřezu pevně uchycena na hřídeli. Regulační uzávěr dle vynálezumá použitízejména v dmyšné soupravě vysoké pece, v rozvodných potrubích kapalin a plynů, které obsahují pevné částice s abrazivním účinkem.For regulating the flow rate of fluids at high temperatures, e.g. 1300 °C, the problem of designing a suitable regulating element with a satisfactory service life of this element at high temperatures remains. The above problem is solved by a regulating valve consisting of a body, e.g. of a refractory material with a steel casing, in the center with a continuous opening with a built-in throttling element, according to the invention. The essence of the invention lies in the fact that a wedge-shaped recess is formed in the wall of the continuous opening of the body, narrowing in the direction of fluid flow through the continuous opening and corresponding in shape to the throttle valve, which is firmly attached to the shaft in the recess with the widest part of its cross-section. The regulating valve according to the invention is used especially in the blast furnace nozzle assembly, in distribution pipes of liquids and gases that contain solid particles with an abrasive effect.

Description

Uvedený problém řeší regulační uzávěr sestávající z tělesa např. ze žáruvzdorného materiálu s ocelovým pláštěm, ve středu s průběžným otvorem se zabudovaným škrtícím elementem, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ve stěně průběžného otvoru tělesa je vytvořeno vybrání klínovitého tvaru zužující se ve směru proudění tekutiny průběžným otvorem a odpovídající tvarem škrtící klapce, která je ve vybrání nejširší částí svého průřezu pevně uchycena na hřídeli.This problem is solved by a control closure consisting of a body, for example of a refractory material with a steel jacket, in the center with a through hole with a built-in throttle element according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The invention is characterized in that a wedge-shaped recess tapering in the direction of fluid flow through the through-hole and corresponding to the shape of the throttle is formed in the wall of the through-bore of the body and is fixed to the shaft in the recess by its widest part.

Regulační uzávěr dle vynálezu má použití zejména v dmyšné soupravě vysoké pece, v rozvodných potrubích kapalin a plynů, které obsahují pevné částice s abrazivním účinkem.The control closure according to the invention is used in particular in a blast furnace blasting set, in liquid and gas distribution pipes which contain solid particles having an abrasive effect.

Vynález se týká regulačního uzávěru pro regulaci průtočného množství tekutiny, zejména pro regulaci průtočného množství horkého vzduchu o teplotě kolem 1300 °C ve dmyšné soupravě vysoké pece a řeší tuto regulaci racionální konstrukcí regulačního orgánu se zvýšenou životností za vysokých teplot.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a regulating closure for controlling the flow rate of a fluid, in particular for controlling the flow rate of hot air at a temperature of about 1300 ° C in a blast furnace blower assembly.

K regulaci průtočného množství se dosud zpravidla používají škrticí klapky, které jsou upevněny na hřídeli, procházejícím zpravidla osou průtočného průřezu kolmo ke směru proudícího horkého vzduchu. Nevýhodou této konstrukce škrticí klapky je jednak značná tlaková ztráta na regulačním orgánu v otevřené poloze, jednak trvalé namáhání škrticí klapky proudem vzduchu o vysoké teplotě. Další nevýhodou je, že při krátkodobém překročení přípustné teploty, například při zpětném tahu nístějových plynů, nelze klapku přemístit mimo extrémně namáhaný prostor. Škrticí klapka se pak zpravidla poškodí nebo se podstatně zkracuje její životnost. Proto jiná známá konstrukce předpokládá, zabudování škrticí klapky v dolní části kolena dmyšné soupravy. Nevýhodou této konstrukce je možnost zalití tekutými produkty z nísteje při běžných provozních poruchách, což znemožní otevření regulačního orgánu. Relativně malé množství ztuhlých produktů tavení ve vnitřním prostoru kolena dmyšné soupravy tak způsobí následnou technologickou poruchu, která si vyžádá odstavení pece k demontáži kolena dmyšné soupravy. Jiná známá řešení regulačního orgánu předpokládají aplikaci konstrukčně složitého a v podmínkách vysokých teplot poruchového šoupátka nebo regulační clony.As a rule, throttles are used to regulate the flow rate, which are mounted on a shaft, which generally extends through the axis of the flow cross-section perpendicular to the direction of the flowing hot air. The disadvantage of this throttle design is the considerable pressure loss on the control element in the open position and the permanent stressing of the throttle valve by the high temperature air flow. Another disadvantage is that when the permissible temperature is exceeded for a short time, for example when the hearth gases are drawn back, the flap cannot be moved outside the extremely stressed space. The throttle valve is then usually damaged or its service life considerably shortened. Therefore, another known design assumes the incorporation of a throttle in the lower portion of the lance elbow. A disadvantage of this design is the possibility of pouring liquid products from the hearth during normal operating failures, which makes it impossible to open the regulator. Thus, the relatively small amount of solidified melting products in the interior of the lance of the lance will cause a subsequent technological failure which will require the furnace to be shut down to remove the lance of the lance. Other known solutions of the regulator assume the application of a structurally complex and in the conditions of high temperatures of the failure gate or control orifice.

Uvedené nedostatky odstraňuje regulační uzávěr pro regulaci průtočného množství tekutiny, zejména horkého vzduchu, ve dmyšné soupravě vysoké pece, sestávající z tělesa zejména ze žáruvzdorného materiálu, s ocelovým pláštěm, ve středu s průběžným otvorem, jímž tekutina protéká, a se zabudovaným škrticím elementem, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ve stěně průběžného otvoru tělesa je vytvořeno vybrání klínového tvaru, zužují se ve směru proudění tekutiny průběžným otvorem a odpovídající tvarem škrticí klapce, která je ve vybrání nejširší částí svého průrezu pevně uchycená na hřídeli.These drawbacks are eliminated by a regulating closure for controlling the flow rate of fluid, in particular hot air, in a blast furnace blasting unit consisting of a body, in particular of a refractory material, with a steel casing in the center with a through hole through which the fluid flows and invention. SUMMARY OF THE INVENTION The invention is characterized in that wedge-shaped recesses are formed in the wall of the through-bore of the body, tapering in the direction of fluid flow through the through-bore and corresponding to the shape of the throttle.

Předmětem vynálezu dále je, že hřídel je tvořen dvěma soustřednými trubkami, kde trubka většího průměru je na svém konci umístěném v tlakovém prostoru vybrání zaslepena, a zároveň je trubka menšího průměru na témže konci napojena na prostor mezi oběma trubkami tvaru dutého válce, například jedním nebo více otvory, a jeden z opačných konců obou trubek je vně tlakového prostoru napojen na přívod chladícího média, a zároveň je druhý z opačných konců trubek napojen na odvod chladícího média. Předmětem vynálezu také je, že v nejméně jednom místě vybrání, které má v podélném řezu tvar klínu, je zpravidla v úseku jeho největší hloubky napojena trubka pro přívod přídavné chladící tekutiny, například vodní páry nebo kyslíku.It is further an object of the invention that the shaft is formed by two concentric tubes, wherein the larger diameter tube is blinded at its end located in the pressure chamber of the recess, and the smaller diameter tube is connected at the same end to the space between the two hollow cylindrical tubes. and one of the opposite ends of the two tubes is connected to the coolant supply outside the pressure chamber, and the other of the opposite ends of the tubes is connected to the coolant outlet. It is also an object of the invention that at least one wedge-shaped recess in a longitudinal section, a pipe for supplying an additional cooling fluid, such as water vapor or oxygen, is generally connected at a section of its greatest depth.

Výhodou zařízení podle vynálezu je zanedbatelná tlaková ztráta v otevřené poloze, možnost ochrany před účinky nístějových plynů při zpětném tahu. Tím se dosahuje vyšší životnosti škrtící klapky, omezuje se rozsah a nákladnost oprav, přičemž je zachována vysoká technologická účinnost regulačního orgánu na rozdělení dmýchaného větru na jednotlivé výfučny, a tím na technickoekonomické ukazatele vysokopecní tavby. Vytvářéjí se tím podmínky pro realizaci subsystému řízení protiproudu vsázky a plynu zdola.The advantage of the device according to the invention is the negligible pressure drop in the open position, the possibility of protection against the effects of the hearth gases during the drawback. This achieves a longer service life of the throttle valve, reducing the scope and cost of repairs, while maintaining the high technological efficiency of the regulator to divide the blown wind into individual blowing machines and thus to the technical-economic indicators of the blast furnace melting. This creates the conditions for the implementation of a bottom and bottom countercurrent flow control subsystem.

Na připojeném výkrese je v příkladu provedení znázorněn regulační uzávěr podle vynálezu, kde obr. 1 znázorňuje axiální řez regulačním orgánem podle roviny. A—A z obr. 22 a obr. 2 znázorňuje řez podle roviny B—B z obr. 1.In the accompanying drawing, a control closure according to the invention is shown in an exemplary embodiment, in which Fig. 1 shows an axial section of a control member according to a plane. A-A of FIG. 22 and FIG. 2 is a section along line B-B of FIG. 1.

Těleso 1 regulačního uzávěru, tvořené ocelovým pláštěm s horní a dolní přírubou 3, 3', je vyzděno žáruvzdorným materiálem 2 tak, že průběžný otvor se v úseku přilehlém ke škrtící klapce 4 mění z kruhového průřezu na průřez obdélníkového tvaru, jehož jedna strana o šířce a je vytvořena stěnou škrtící klapky 4. Směr toku horkého vzduchu označený šipkami 5 se přitom nemění, takže dochází k minimální tlakové ztrátě v daném úseku. Škrtící klapka 4 je upevněna na hřídeli 7, se kterým se natáčí mezi krajními polohami o úhel α. V otevřené poloze škrticí klapka 4 vyplňuje až na nezbytné dilatační mezery prostor vybrání 9 o šířce a, který má v podélném řezu tvar klínu, jehož hloubka h ve stěně průtočného otvoru 6 se v dolní části, tj. ve směru šipky 5, zmenšuje. V místě největší hloubky h vybrání 9 je zaústěna přívodní trubka 8 vodní páry nebo kyslíku. Přívodem těchto médií se snižuje teplotní hladina v prostoru vybrání 9, a tím v bezprostředním okolí škrtící klapky 4. Hřídel 7 je tvořen vnější trubkou 10 a vnitřní trubkou 11, které jsou na obou koncích spojeny tak, že prostor tvaru dutého válce mezi oběma trubkami 10, 11 je napojen na prostor uvnitř vnitřní trubky 11 prostřednictvím otvorů 12 ve vnitřní trubce 11. Po napojení přívodu 13 chladící kapaliny na vnější trubku 10 a odvodu 14 chladicí kapaliny na konec vnitřní trubky 11 se vytvoří uzavřený chladící okruh. Hřídel 7 je uložena v ložiskách 17,17' a je vedena z tlakového prostoru vybrání 9 přes ucpávku 15. K otáčení hřídele o úhel a slouží páka 16 napojená na pohon.The control body 1, consisting of a steel housing with upper and lower flanges 3, 3 ', is lined with refractory material 2 such that the through hole in the section adjacent to the throttle 4 changes from a circular cross-section to a rectangular-shaped cross-section one side wide and is formed by the throttle wall 4. The direction of the hot air flow indicated by the arrows 5 does not change, so that there is minimal pressure loss in the section. The throttle valve 4 is mounted on the shaft 7 with which it is rotated by an angle α between the extreme positions. In the open position, the throttle 4 fills up to the necessary expansion gaps a recess 9 of width a, which in longitudinal section is wedge-shaped, the depth h of which in the wall of the flow opening 6 decreases at the bottom, i.e. in the direction of arrow 5. At the location of the greatest depth h of the recess 9, the inlet pipe 8 of water vapor or oxygen is connected. By supplying these media, the temperature level in the space of the recess 9 and thus in the immediate vicinity of the throttle 4 is reduced. The shaft 7 is formed by an outer tube 10 and an inner tube 11 which are connected at both ends so that a hollow cylinder space between the tubes 10 11 is connected to the space inside the inner tube 11 via openings 12 in the inner tube 11. After the coolant inlet 13 is connected to the outer tube 10 and the coolant outlet 14 is connected to the end of the inner tube 11, a closed cooling circuit is formed. The shaft 7 is mounted in bearings 17, 17 'and is guided from the pressure space of the recess 9 through the stuffing box 15. A lever 16 connected to the drive is used to rotate the shaft by an angle α.

U jiných konstrukčních provedení regulačního uzávěru podle vynálezu je tvar průtočného průřezu v úseku podél škrtící klapky jiný, například lichoběžníkový, a při značném překročení teploty, například při zpětném tahu nístějových plynů, se zvyšuje přívod vodní páry, popřípadě směsi se studeným tlakovým vzduchem, aby se zabránilo poškození škrtící klapky. Zařízení podle vynálezu lze použít také v rozvodných potrubích k regulaci průtoku plynů i kapalin, zejména kapalin a plynů, které obsahují pevhé částice abrazívně působící na stěny potrubí a vnitřní povrch armatur.In other constructions of the regulating closure according to the invention, the cross-sectional shape in the section along the throttle valve is different, for example trapezoidal, and if the temperature is exceeded considerably, for example by the drawback of the hearth gases. avoid damaging the throttle. The device according to the invention can also be used in manifolds to regulate the flow of gases and liquids, in particular liquids and gases, which contain solid particles abrasively acting on the pipe walls and the inner surface of the fittings.

Claims

SUBJECT

A regulating closure for regulating the flow rate of a fluid, in particular hot air, in a blast furnace blast furnace assembly, comprising a body, in particular of a refractory material with a steel jacket, in the center with a through-flow opening and a built-in throttling element. a wedge-shaped recess (9) tapering in the direction (5) of the fluid flow through the through-hole (6) and corresponding to the shape of the throttle (4), which is wider in the recess (9), part of its cross-section firmly attached to the shaft (7).

Control valve according to claim 1, characterized in that the shaft (7) is formed by two concentric tubes (10, 11), wherein the tube (10) of larger diameter of the invention (D) is at its end located in the pressure space of the recess (9). at the same end, the smaller diameter tube (d) is connected at the same end to the hollow cylinder space between the two tubes (10, 11), for example one or more openings (12), and one of the opposite ends of the two tubes (10) 11) is connected outside the pressure chamber to the coolant inlet (13) and at the same time the other of the opposite ends of the tubes (10, 11) is connected to the coolant outlet (14).

Control closure according to claim 1, characterized in that at least one point of the recess (9) in the longitudinal section of the wedge is connected in the section of its greatest depth (h) to a pipe (8) for supplying additional cooling fluid, such as water vapor or oxygen.