CZ284580B6 - Zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece a způsob výroby konvexního kulového čepu kulového kloubu - Google Patents

Abstract

Zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece je tvořeno několika trubkovitými prvky (98, 98') opatřenými žáruvzdorným obložením, které jsou mezi sebou spojeny kulovým kloubem (94, 96) s vyrovnávacími prvky. Kulové klouby (94, 96) jsou tvořeny konvexním kulovým čepem vytvořeným v jednom prvku (98) a konkávní miskou vytvořenou v žáruvzdorném obložení sousedního prvku (98'). Kulový kloub (94, 96) obsahuje ochranné pouzdro (72) ze žáruvzdorné oceli, protažené kolem konvexní části až k průměru základny kulového čepu. Poloměr zakřivení každého kulového kloubu (94, 96) tvoří řádově polovinu průměru trubkovitých prvků (98). Způsob výroby ochranného pouzdra (72) konvexního kulového čepu kulového kloubu (94, 96) spočívá v tom, že trubka (82) ze žáruvzdorné oceli, opatřená na jednom konci přírubou (84), se na opačném konci po celém obvodu opatří zářezy (86) v pravidelných roztečích ve směru tvořící čáry a o hloubce odpovídající délce konvexní části kulového čepu.ŕ

Description

Zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece a způsob výroby konvexního kulového čepu kulového kloubu

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece, která sestává z několika válcových prvků s vnějším ocelovým pláštěm a s vnitřním žáruvzdorným obložením, a které obsahuje alespoň jeden střední trubkový prvek připojený na jedné straně horním kulovým kloubem a homí vyrovnávací spojkou k hornímu hrdlu tvořícímu součást okružního větrovodu, k dodávce předehřátého vzduchu, obklopujícího pec a na opačné straně spodním kulovým kloubem a spodní vyrovnávací spojkou ke spodnímu hrdlu, které je prodlouženo kolenem a píšťalou kloubově upevněnou na výfučnu připevněnou ke stěně pece a kde v tomto zařízení obsahují kulové klouby konvexní kulový čep tvořený koncem jednoho z prvků a natáčivě uložený v konkávní misce tvořené koncem sousedního prvku a měkkou žáruvzdornou těsnicí vložkou uloženou mezi nimi.

Dosavadní stav techniky

Tato zařízení všeobecně známá pod jménem dmyšná souprava, jsou spojena s problémy pohyblivosti a utěsnění. Následkem vysoké teploty předehřátého vzduchu (teplota řádově 1200 °C nebo vyšší) a vysoké teploty převládající uvnitř pece, jsou stěna pece a rovněž okružní větrovod a dmyšná souprava vystaveny tepelným dilatacím a deformacím způsobujícím nezanedbatelné vzájemné posuny okružního větrovodu a stěny pece.

Dmyšná souprava musí být tedy schopna kompenzovat tyto vzájemné posuny a rovněž zamezit unikání plynu a předehřátého vzduchu. Ke splnění tohoto požadavku je v patentovém spisu US 3,766, 868 navržena dmyšná souprava typu popsaného v úvodní části. Tato dmyšná souprava byla později vylepšena konstrukcí univerzálního kulového kloubu popsaného v německém spisu DE-C2 218 331. Tři klouby této dmyšné soupravy umožňují kompenzování všech vzájemných posunů mezi okružním větrovodem a stěnou pece.

Utěsnění v oblasti kloubů je dosaženo vlnovcovými vyrovnávacími spojkami, zatímco mechanická stabilita je zajištěna pomocí kardanového kloubu spojeného v oblasti dvou univerzálních kloubů se dvěma opačnými konci středního trubkového prvku. Nejnamáhanější a nejkritičtější místo je vždy v oblasti kloubů. Pohyblivost kulového čepu vzhledem kjeho misce vede často k nevratným deformacím měkkých těsnění a ke tření mezi žáruvzdornými obloženími. Dále vzhledem k potížím při opracování žáruvzdorné oceli není možné prodloužit vnější ocelový plášť, tvořící obal kulového čepu, až kjeho vrcholu. Z tohoto důvodu se často zjistí mikrotrhlinky v žáruvzdorném materiálu na vrcholu čepu způsobující rušivou cirkulaci a víření. K těmto kvalitativním kritériím spolehlivé dmyšné soupravy se připojuje problém výrobní ceny schopné konkurence, možnosti snadné a rychlé demontáže, možnosti snadné obnovy žáruvzdorného materiálu v případě potřeby atd. Je zřejmé, že všechna tato kritéria jsou často ve vzájemném rozporu a nutí tak konstruktéra ke zvolení rozumného kompromisu.

Cílem tohoto vynálezu je vytvoření nového zařízení typu popsaného v úvodní části popisu, které je odolnější proti opotřebení v oblasti kloubů, které se zásluhou svých četných variant řešení dokonale přizpůsobí požadavkům uživatele a současně umožňuje rozumnou výrobní cenu.

- 1 CZ 284580 B6

Podstata vynálezu

K dosaženi tohoto cíle je podstatou navrženého zařízení podle vynálezu, že poloměr zakřivení každého kulového kloubu tvoří řádově polovinu průměru příslušných prvků a konvexní kulové 5 čepy kulových kloubů obsahují ochranné pouzdro ze žáruvzdorné oceli, které je prodlouženo až k průměru základny kulového čepu. Zmenšení poloměru zakřivení kulových kloubů umožňuje lepší vedení kulových čepů v jejich miskách a současně snižuje nebezpečí nárazů a opotřebení měkkých těsnění a současně umožňuje zachovat stejnou šířku kloubu. Zmenšení poloměru zakřivení kulových kloubů a skutečnost, že vnější kovový plášť, který v tomto místě tvoří 10 pouzdro kulového čepu, a který je prodloužen až na úroveň jeho základny, umožňuje zachování stálé šířky kloubové mezery během naklápění.

Vynález také poskytuje nový způsob výroby konvexního kulového čepu kulového kloubu pro zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece, kde se nejdříve zhotoví ocelové 15 žáruvzdorné pouzdro kulového čepu a to se opatří vnitřním žáruvzdorným obložením, jehož podstatou je, že se přetvoří okraj ocelové žáruvzdorné trubky do tvaru konvexní kupole se středním otvorem a konvexním kulovým povrchem probíhajícím mezi středním otvorem a válcovým povrchem trubky a takto vytvořené pouzdro se položí na nosnou podložku a do jeho vnitřku se v jeho ose uloží válcové jádro o průměru poněkud menším, než je průměr uvedeného 20 středního otvoru a mezi toto jádro a uvedené pouzdro se naleje žáruvzdorný materiál s využitím pouzdra jako licí formy.

Podle prvního příkladu provedení dmyšné soupravy jsou kulové čepy tvarovány z dolních okrajů horního hrdla a středního trubkového prvku. Kulový čep ze středního trubkového prvku může 25 tvořit buď součást tohoto prvku nebo může být od něho oddělen příčným rozříznutím vyplněným prstencovitým těsněním.

Plášť středního trubkového prvku a plášť spodního hrdla mohou být propojeny přímo vyrovnávací spojkou nebo pomocí příruby nebo odstranitelného sváru. Miska spodního kloubu 30 může být vytvořena v žáruvzdorném obložení odlitém ve válcovém ocelovém žáruvzdorném pouzdru umístěném soustředně uvnitř pláště spodního hrdla. Měkké žáruvzdorné těsnění může být připojeno částečně na plášť a částečně na okraj misky. Může být rovněž připojeno částečně k vnitřnímu sedlu válcového pouzdra a částečně k žáruvzdornému obložení. Podle jedné varianty může být rovněž připojeno částečně k žáruvzdornému obložení a částečně k sedlu vymezenému 35 horní částí pouzdra a prstencem přivařeným k vnitřku pláště.

Podle druhého příkladu provedeni jsou vytvořeny na dvou vzájemně opačných koncích středního trubkového prvku misky dvou kulových kloubů, zatímco na horním a spodním hrdle jsou vytvořeny konvexní kulové čepy.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí podrobného popisu a přiložených výkresů, kde na obr. 1 je 45 znázorněn svislý řez běžnou dmyšnou soupravou podle amerického patentu US 3,766,867, na obr. laje znázorněno alternativní provedení spodního kloubu dmyšné soupravy podle obr. 1, na obr. 2 jsou schematicky znázorněny podrobnosti kloubu dmyšné soupravy známé z německého patentu DE-C-2 218 331, na obr. 3 a 3a jsou vedle sebe umístěny dva osové řezy dvěma provedeními kulového kloubu podle vynálezu, na obr. 4 je schematicky znázorněn způsob 50 vyváření pouzdra ze žáruvzdorné oceli pro kulový čep kulového kloubu, podle vynálezu, na obr. 5 je znázorněn svislý osový řez prvním provedením dmyšné soupravy podle vynálezu, na obr. 5a je schematicky znázorněno alternativní provedeni spodního kloubu dmyšné soupravy podle obr. 5, na obr. 6a, 6b a 6c jsou schematicky znázorněny různé fáze výroby žáruvzdorného obložení prvků dmyšné soupravy podle obr. 5, na obr. 7, který je analogií obr. 5, je znázorněn

-2CZ 284580 B6 příklad druhého provedení dmyšné soupravy podle vynálezu, na obr. 8, 9 a 9a jsou znázorněna alternativní provedení spodního kloubu dmyšné soupravy podle obr. 7, na obr. 10a, 10b a 10c jsou schematicky znázorněny různé fáze výroby žáruvzdorného obložení prvků dmyšné soupravy podle obr. 7, na obr. 11 je schematicky znázorněn příklad třetího provedení dmyšné soupravy podle vynálezu, na obr. 12a, 12b a 12c jsou schematicky znázorněny různé fáze výroby žáruvzdorného obložení dmyšné soupravy podle obr. 11, na obr. 13 je schematicky znázorněn příklad čtvrtého provedeni dmyšné soupravy podle vynálezu a na obr. 13a, 13b a 13c jsou schematicky znázorněny různé fáze výroby žáruvzdorného obložení dmyšné soupravy podle obr. 13.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno známé provedeni dmyšné soupravy 20, která spojuje okružní větrovod 22 uspořádaný kolem šachtové pece, se stěnou 24 této pece. Dmyšná souprava 20 obsahuje šikmou přímočarou sekci tvořenou středním trubkovým prvkem 26 kloubově připojeným svým horním koncem na homí hrdlo 28 upevněné na koncovku okružního větrovodu 22 a svým spodním koncem na spodní hrdlo 30, které je přírubou spojeno s kolenem 32. Koleno 32 je prodlouženo píšťalou 34, jejíž konec je kloubově připojený k výfučně 36, upevněné ve stěně 24 pece. Homí kloub 38 a spodní kloub 40 mezi středním trubkovým prvkem 26 a horním a spodním hrdlem 28 a 30 jsou univerzální klouby umožňující vzájemné pohyby mezi okružním větrovodem 22 a stěnou 24 pece. Utěsnění v oblasti horního a spodního kloubu 38 a 40 je zajištěno homí a spodní vlnovcovou vyrovnávací spojkou 44 a 46, které jsou upevněny na střední trubkový prvek 26 a na přilehlé homí, respektive spodní hrdlo 28, 30. Mechanická stabilita je zajištěna horním a spodním kardanovým kloubem 48 a 50 spojujícími rovněž střední trubkový prvek 26 s přilehlým horním a spodním hrdlem 28 a 30. Všechny prvky dmyšné soupravy jsou tvořeny vnějším ocelovým pláštěm 52 opatřeným vnitřním žáruvzdorným obložením 54, kterým prochází přiváděči kanál 56 pro průchod předehřátého vzduchu. Každý s těchto dvou kloubů 38 a 40 je tvořen konvexní částí, která je dále označována jako kulový čep a konkávní částí, která je dále označována jako miska. V horním kloubu 38 tvoří kulový čep část horního hrdla 28 a zasahuje do misky tvořené horním koncem středního trubkového prvku 26. Spodní konec středního trubkového prvku 26 tvoří kulový čep spodního kloubu 40 a zasahuje do misky tvořené homí částí spodního hrdla 30. V provedeni na obr. 1 je kulový čep spodního kloubu 40 součástí středního trubkového prvku 26, to znamená, že jeho vnitřní žáruvzdorné obloženi 54 pokračuje, bez přerušení, od horního konce středního trubkového prvku 26 až k vrcholu kulového čepu. Toto uspořádání středního trubkového prvku 26 usnadňuje jeho výrobu v porovnání s alternativním provedením znázorněným na obr. la, kde je kulový čep oddělen od zbylé části středního trubkového prvku 26 a je k němu připevněn v oblasti příruby vytvořené k připevnění kardanového kloubu 50a. Toto alternativní provedení znázorněné na obr. la má naopak výhodu, která umožňuje oddělenou demontáž spodní části vytvořené spodním hrdlem 30 a kloubem 40a nebo homí částí vytvořené zbylou části středního trubkového prvku 26 a horním kloubem 38 s horním hrdlem 28. Je nutno zdůraznit, že homí kloub 38 musí být nutně uspořádán podle obr. la, aby bylo možno odpojit dmyšnou soupravu od okružního větrovodu 22.

Na obr. 2 je znázorněn příklad známého provedeni kloubu navrženého v německém spisu DE-C-2 218 331. Tento příklad provedeni se podstatně odlišuje od provedeni na obr. 1 v tom, že klouby jsou kulové, jak je znázorněno na spojení mezi kulovým čepem 58 a miskou spodního hrdla 30. V tomto příkladu provedeni je kulový čep 58 rovněž oddělen od středního trubkového prvku podle obr. la. Je však také možné provedeni podle obr. 1. Další rozdíl ve srovnání s provedením podle obr. 1 je uspořádání měkkých těsnění v oblasti kloubů. První těsnění ve formě těsnicího kroužku 62, například z keramických vláken, je zabudováno do žáruvzdorného obložení misky 60 a uzavírá průchod mezi miskou 60 a vrcholem kulového čepu 58. Další měkké těsnění 64, rovněž z keramických vláken je uspořádáno v prstencovém prostoru mezi spodním koncem kovového pouzdra 68 kulového čepu 58 a válcovou koncovkou vyrovnávací spojky 44.

-3CZ 284580 B6

Toto druhé těsnění 64 je zaklínováno mezi okrajem misky 60 a obvodovým nákružkem 66 přivařeným na kovové pouzdro 68. Účelem těchto těsnění 62 a 64 je v podstatě zamezit nebo snížit pronikání horkého vzduchu dovnitř vyrovnávací spojky 44, pro poskytnutí její lepší ochrany před vysokými teplotami. Když je kulový čep 58 vystaven axiálnímu posunu proti hrdlu 30, může spodní okraj kovového pouzdra 68 na jedné straně způsobit rozdrceni druhého těsnění 64, zatímco na druhé straně má obvodový nákružek 66 tendenci stlačovat toto druhé těsnění 64 v axiálním směru. Vzhledem k tomu, že tato těsnění 62, 64 nejsou pružná, vzniká zde nebezpečí, že tyto posuny způsobí nevratné deformace a tím sníží jejich účinnost. Zařízení podle obr. 2 představuje další nedostatek v tom, že kovové pouzdro 68 dosahuje pouze na konec válcové části kulového čepu 58. Vrchol kulového čepu 58 ze žáruvzdorného materiálu je proto rychle zaplněn mikrotrhlinkami, které jsou příčinou rychlého opotřebení a prasknuti vrcholu kulového čepu 58. Nedostatek žáruvzdorné podpěry na vrcholu kulového čepu 58 vyžaduje, kromě toho, poměrně velký poloměr R zakřiveni k zabráněni přílišnému zúženi tohoto konvexního vrcholu, který není chráněn kovovým pouzdrem 68. A to je zase způsobeno ostrou hranou mezi válcovou a konvexní částí kulového čepu 58, kde vzniká nebezpečí rozdrceni druhého těsnění 64 při úlovém naklopení kulového čepu 58.

Na obr. 3 a 3a je znázorněna vždy polovina kloubu podle vynálezu, s podobným vyobrazením, ke znázornění celého kloubu, jehož levá část představuje alternativní provedení s kulovým čepem odděleným od středního prvku ajehož pravá část je provedení kde kulový čep je součástí středního prvku. Na obr. 3 a 3a je znázorněno, že kulový čep 70, 70a je úplně obalen pouzdrem 72, 72a ze žáruvzdorné oceli, které je protaženo až ke spodku kulového čepu kolem jeho konvexní části. Výroba takového kovového žáruvzdorného pouzdra 72, 72a z jednoho kusu s konvexní částí je umožněna způsobem podle vynálezu vysvětleným podrobněji v další části popisu. Ve srovnání se stavem techniky podle obr. 2, má kulový čep podle vynálezu menší poloměr zakřivení, řádově ve velikosti poloviny průměru příslušných prvků dmyšné soupravy 20, což zlepšuje jeho pohyblivost. Mezi kulovým čepem 70 a 70a a žáruvzdorným obložením hrdla 76 je umístěno těsnění 74, například z keramických vláken. Toto těsnění může být například nalepeno na vnější plášť hrdla 76, mezi dva přídržné kroužky 78, 80. Těsnění 74 dokonale kopíruje tvar vrcholu kulového čepu 70, 70a a pokračuje přes větší část jeho konvexní části. Když je dmyšná souprava 20 konstruována pro přizpůsobení se maximálnímu vybočení 7°, může se kulový čep 70, 70a naklopit o 3,5° na každou stranu od neutrální polohy, což je na obr. 3 a 3a znázorněno úhly a a β. Během tohoto maximálního naklápění tvoří těsnění 74 vždy silný těsnící polštář, aniž by bylo stlačováno kulovým čepem 70, 70a, díky skutečnosti, že šířka mezeiy zůstává stálá během vzájemného naklápění.

S pomocí obr. 4 bude dále popsán způsob zhotovení pouzdra kulového čepu ze žáruvzdorné oceli, podle vynálezu. K tomu účelu se použije válcové trubky 82 ze žáruvzdorné oceli, opatřené v případě podle obr. 3 malou obvodovou přírubou 84. Na opačné straně, než je obvodová příruba 84 se po celém obvodu vytvoří v pravidelných roztečích výřezy 86 sledující tvořící čáry a o hloubce odpovídající délce konvexní části kulového čepu. Tyto výřezy 86 tak vymezují mezi sebou stejné jazýčky 88. Tyto jazýčky 88 se potom ohnou směrem k ose válcové trubky 82 tak, až jsou výřezy 86 úplně uzavřeny k vymezení kulovité kopule se středním otvorem 90 vytvořeným čelními fazetkami 92 jazýčků 88 umístěných vedle sebe. Toto ohnutí jazýčků 88 se může provést v lisovací formě s kulovým dnem. Kovové pouzdro 72 se potom dokončí svařením jednotlivých jazýčků 88 k sobě po celé délce výřezů.

Na obr. 5 Je znázorněn první příklad provedení šikmé části dmyšné soupravy se dvěma stejnými kulovými klouby 94 a 6 obsahujícími kulové čepy zakrytými kovovými pouzdry ze žáruvzdorné oceli provedené podle způsobu popsaného podle obr. 4. Na obr. 5 a rovněž na dalších obrázcích nejsou uvedeny, z důvodů jednoduchosti, prostředky pro mechanickou stabilizaci kulových kloubů 94 a 96. Tyto prostředky, i když jsou uvedeny v praxi, mohou být prostředky samy o sobě známé, jako jsou kardanové klouby nebo táhla obsažená ve spisu EP-A1-0363576.

-4CZ 284580 B6

Na obr. 5aje znázorněno již uvedené alternativní provedení, podle něhož je kulový čep spodního kloubu 96a oddělen od středního trubkového prvku 98a. V obou příkladech provedení podle obr. 5 a 5a je těsnicí spojení mezi středním trubkovým prvkem 98 a spodním hrdlem 100 provedeno pomoci příruby 102 na horním konci pouzdra kulového čepu. Střední trubkový prvek 98 rovněž obsahuje homí přírubu 104 ze druhé strany vyrovnávací spojky horního kulového kloubu 94 k připevnění na koncovku okružního větrovodu, který není uveden. V příkladu provedení podle obr. 5 jsou příruby 102 a 104 nutné k umožnění oddělené výroby uvedených tří prvků, totiž středního prvku 98, spodního hrdla 100 a horního hrdla 106, které je jednoduše vytvořeno kulovým čepem horního kulového kloubu 94. Výroba bude nyní znázorněna na obr. 6a, 6b a 6c.

Na obr. 6a je znázorněna výroba žáruvzdorného obložení horního kulového čepu 106. Za tím účelem se kovové pouzdro 72, vyrobené způsobem popsaným podle obr. 4, obrátí na nosnou podložku 108, například dřevěnou, se středovým otvorem 90 s výhodou směrem dolů. Potom se do kovového pouzdra 72 zavede válcové jádro 110, zhotovené například z pěnového plastu a pevně se polohuje, například pomocí kolíku 112 připevněného k nosné podložce 108 a procházející axiálním kanálkem válcového jádra HO. Potom zbývá nalít žáruvzdorný materiál 114 do prstencového prostoru vymezeného válcovým jádrem 110 a kovovým pouzdrem 72, kterého se používá jako licí formy.

Na obr. 6b je znázorněna výroba středního prvku 98. Za tím účelem se celá sestava, vytvořená pláštěm 116 středního prvku s pouzdrem spodního čepu a homí vyrovnávací spojkou, obrátí přírubou 104 dolů na nosnou podložku 118, kde prstenec 120 vymezující uložení horního kulového kloubu 94 uzavírá obvodovou mezeru kolem nosné podložky 118. Homí profil nosné podložky 118 tvoří komplementární tvar ke tvaru misky horního kulového kloubu 94. Potom se na nosnou podložku 118 osově umístí válcové jádro 122 vyrobené s pěnového plastu a polohované kolíkem 124. Potom stačí vyplnit prstencový prostor kolem válcového jádra 122 žáruvzdorným materiálem.

Na obr. 6c je znázorněna výroba spodního hrdla. Jako na obr. 6b, kovový plášť 126 tohoto hrdla, obsahující vyrovnávací spojku spodního kulového kloubu, se obrátí homí přírubou dolů na nosnou podložku 128 shodnou s podložkou 118 použitou v předešlém případě. Potom se na nosnou podložku 128 osově umístí jádro 130 vyrobené z pěnového plastu, jehož vnější tvar odpovídá vnitřnímu kanálu hrdla 100 a vyplní se prostor kolem jádra 130 žáruvzdorným materiálem. Je třeba poznamenat, že tato tři jádra 110, 122 a 130 z plastu mohou být ponechána na místě při montáží dmyšné soupravy 20, protože se automaticky spotřebují při uvedení dmyšné soupravy do provozu.

Na obr. 7 je znázorněn příklad druhého provedení dmyšné soupravy 20 se středním prvkem 132, spodním hrdlem 134 a horním kulovým čepem 136. Avšak na rozdíl od příkladu provedení podle obr. 5, kovový plášť středního prvku 132 je spojen pomocí vyrovnávací spojky spodního kloubu s pláštěm spodního hrdla 134 . Zmizela tedy příruba 102 z příkladu provedení podle obr. 5, což umožňuje snížení výrobní ceny dmyšné soupravy. Protože však spodní hrdlo 134 není oddělitelné od středního prvku 132, není možný způsob výroby znázorněny na obr. 6c a musí se proto použít jiného způsobu k odlití misky spodního kloubu. Za tím účelem se ve znázorněném příkladu odlévá žáruvzdorné obložení spodního hrdla 134 ve dvou postupných operacích, což je znázorněno přerušením 138. To se rovněž odráží v konstrukci spodního kloubu, zejména misky spodního hrdla 134 a na obr. 8 a 9 je znázorněno několik příkladů provedení.

Na obr. 8 jsou znázorněny podrobnosti kulového kloubu 140 mezi středním prvkem 132 a spodním hrdlem 134. Kulový čep 140 je totožný s předcházejícím příkladem provedení, tj. s kovovým žáruvzdorným pouzdrem vytvořeným podle obr. 4. Naproti tomu miska 144 kulového kloubu 140 vytvořená homí části žáruvzdorného obloženi spodního hrdla 134 je upravená. Jak je

-5CZ 284580 B6 skutečně znázorněno na obr. 8, žáruvzdorné obložení tvořící misku 144 je odlito uvnitř válcového pouzdra 146 ze žáruvzdorné oceli a je uspořádáno soustředně s vnitřkem kovového pláště spodního hrdla 134. Pouzdro 146 může být polohováno pomocí dvou kroužků 148 a 150 upevněných na vnitřní stěně kovového pláště a na vnější stěně pouzdra 146. Tepelná izolace je zajištěna silným těsněním 152 z keramických vláken přilepenou na vnitřní povrch kovového pláště spodního hrdla 134 a přesahující až ke spodní části mezi kulový čep 142 a misku 144. Dvě prstencové opěrky 154 a 156 přivařené na plášť zajišťují přidržovaní této mezivrstvy.

V alternativním provedení, podle obr. 9, je miska 144 rovněž uspořádána uvnitř pouzdra 158 ze žáruvzdorné oceli, které ve srovnání s příkladem provedeni podle obr. 8 je delší než pouzdro 146. Část pouzdra 158, která přesahuje žáruvzdorné obložení, je ve skutečnosti určena jako uložení pro těsnění 160 z keramických vláken. Příklad provedení podle obr. 9 představuje ve srovnání s provedením podle obr. 8 výhodu, protože těsnění 160 se může nainstalovat před montáží dmyšné soupravy 20 a může být zavedeno společně s miskou 144. Naopak provedení podle obr. 8 představuje ve srovnání s provedením podle obr. 9 výhodu lepší tepelné izolace, protože těsnění 152 je silnější než těsnění 160.

Obr. 9a představuje kompromis mezi provedením podle obr. 8 a 9 v tom, že kovové pouzdro 162 slouží rovněž pro uložení těsnění 164, ale ve spojení s prstencovým kroužkem 166 přivařeným na vnitřní povrch kovového pláště. Těsnění 164 se může rovněž nainstalovat na misku před montáží dmyšné soupravy 20, jako v případě podle obr. 9, ale na rozdíl od tohoto provedení tvoří prstencový kroužek 166 tepelný můstek podporující ochlazování těsnění 164 směrem k vnějšímu plášti.

Podle obr. 10a, 10b a 10c budou popsány výrobní fáze různých prvků dmyšné soupravy podle obr. 7, jak se prováděly předtím podle obr. 5 ve vztahu k obr. 6a až 6c. Jako příklad se bude týkat provedení podle obr. 9.

Obr. 10a znázorňuje odlévání žáruvzdorného obložení v pouzdru podle obr. 4 k vytvoření horního kulového čepu 136. Tato fáze je totožná s fází popsanou podle obr. 6a a nevyžaduje dalšího vysvětlení.

Na obr. 10b je však znázorněna prostřední výrobní fáze, která představuje oddělené odlévání misky 144 spodního kloubu 140. Nejdříve se umístí kovové pouzdro 158 na dřevěnou odlévací formu 168 s uložením pro spojovací mezivrstvu 160 (obr. 9) směrem dolů. Profil horního čela odlévací formy 168 je komplementární k profilu žáruvzdorného obloženi misky 144· Potom se umístí osově dovnitř pouzdra 158 na nosnou podložku 168 jádro 169 z pěnového plastu odpovídající otvoru misky 144 a odleje se žáruvzdorný materiál mezi toto jádro 169 a pouzdro 158. Po odlití a po odstranění odlévací formy 168 se může potom připevnit, například přilepit těsnění 160 do svého uložení uvnitř kovového pouzdra 158.

Pro odlévání středního prvku 122 se obrátí kovový plášť, který je připevněny k plášti spodního hrdla 134 vyrovnávací spojkou, na svou horní přírubu. Vlastní odlévání žáruvzdorného obloženi středního prvku 112 je totožné s odléváním popsaným podle obr. 6b a využívá týchž odlévacích forem a válcových jader. Když je odlévání skončeno, vloží se miska 144, odlitá podle obr. 10b a po umístění těsnění, do kovového pláště spodního hrdla 134 se umístí na kulový čep 142, kde je držena pomocí kroužků 148 a 150. Když je miska 144 uložena, umístí se na tuto misku 144 neuvedené jádro, vymezující kanál spodního hrdla 134, dokončí se odlévání spodního hrdla 134 tak, že se vyplní prstencový prostor mezi jádrem a kovovým pláštěm spodního hrdla 134 žáruvzdorným materiálem.

Na obr. 11 je znázorněn příklad třetího provedení analogického k provedeni podle obr. 7 a obsahující střední prvek spojený pomoci horního kulového kloubu 176 s kulovým čepem 172 a pomoci spodního kulového kloubu 178 s kulovým čepem 174.

-6CZ 284580 B6

Spodní kulový čep 174 a spodní kulový kloub 178 jsou totožné s příkladem provedeni podle obr. 5 a z toho důvodu nevyžaduji dalšího popisu. Střední prvek 170, sám o sobě, je analogicky s příkladem provedeni podle obr. 7 v tom, že nemá přírubu ke spojeni s hrdlem 174. K vyřešeni problému výroby a montáže tohoto příkladu provedení, vysvětlených podle obr. 7, je v příkladu provedení podle obr. 11 vytvořeno rozebíratelné spojeni mezi pláštěm středního prvku 170 a pláštěm hrdla 174. Jak je znázorněno na obr. 11, homí koncovka 180 vyrovnávací spojky 182 je přivařena na kovový plášť středního prvku 170 v oblasti kovového osazeni 184, na něž je také přivařeno pouzdro kulového čepu kulového kloubu 178. Pevnost sváru koncovky 180 na osazeni 184 musí být kompromisem mezi nutnosti umožnit odstraněni sváru v případě demontáže, na jedné straně a nutnosti zajistit utěsněni a udržení vnitřního tlaku, na druhé straně. Příklad provedení podle obr. 11 přináší výhodu stejné jednoduchosti výroby jako v příkladu provedeni podle obr. 5, tj., že se nemusí odlévat obloženi spodního hrdla ve dvou operacích a výhodu příkladu provedeni podle obr. 7, úsporu spojovací příruby mezi středním prvkem a spodním hrdlem. Naopak příklad provedení podle obr. 11 vyžaduje svár, který musí udržet vnitřní tlak.

Rozdílné fáze odlévání prvků podle příkladu provedeni podle obr. 11 znázorněné na obr. 12a, 12b a 12c přesně odpovídají fázím popsaným podle obr. 6a, 6b a 6c a nevyžadují tedy dalšího vysvětlení, protože se může použít stejných odlévacích forem. Jediný rozdíl zůstává s tom, že na koncovce 180 vyrovnávací spojky 182 a na středním prvku 170 není příruba, která je však nahrazena osazením 184. Po odliti všech třech prvků 170, 172 a 174 podle obr. 12a, 12b a 12c se umístí těsnění spodního kloubu 178 tak, že se přilepí do svého uložení vytvořeného na vnitřním povrchu kovového pláště hrdla 174, nad vyrovnávací spojku 182. Potom se navlékne hrdlo 174 na kulový čep středního prvku 170 a provede se obvodové svaření mezi koncovkou 180 a osazením 184.

Podle obr. 13 bude popsán příklad čtvrtého provedení, které sdružuje všechny výhody prvních tři příkladů provedení. Tento příklad provedení podle obr. 13 rovněž obsahuje střední trubkový prvek 200 spojený pomocí horního kulového kloubu s kulovým čepem 202 a pomocí spodního kulového kloubu 208 se spodním kulovým čepem 204. Avšak na rozdíl od předešlých příkladů provedení jsou obě misky kulových kloubů 206 a 208 vytvořeny na opačných koncích středního prvku 200, kulový čep spodního kulového kloubu 208 tvoří část spodního hrdla 204. Homí a spodní kulový kloub jsou obráceny opačným směrem, než je uvedeno ve spisu EP-A1-0363576, což dovoluje rovněž využít výhod popsaných v tomto spisu. Jak je potvrzeno na obr. 13, tento příklad provedení umožňuje ušetřit přírubu středního prvku 200 bez nutnosti odstranitelného sváru mezi jeho kovovým pláštěm a pláštěm spodního hrdla 204 a bez nutnosti odlévání obloženi spodního hrdla ve dvou operacích, jak je potvrzeno v popisu různých výrobních fází, které budou popsány podle obr. 13a, 13b a 13c.

Provedení kulového čepu 202 znázorněného na obr. 13a je stejné s výrobou kulových čepů podle předešlých příkladů provedeni.

Obr. 13b znázorňuje výrobu středního prvku 200. Kovový plášť středního prvku 200, který tvoří část pláště spodního hrdla 204 se umístí na dřevěnou odlévací formu, která ho podpírá pomocí uložení spojovací mezivrstvy spodního kloubu 208. Odlévací forma 210 je podepřena podstavcem 212, který je s výhodou opatřen opěrkou podpírající kovový plášť spodního hrdla 204 pomocí vnitřní zarážky 216, která bude později sloužit jako opěra k připevněni pouzdra kulového čepu. Profil horního čela odlévací formy 210 je komplementární k profilu misky spodního kulového kloubu. Potom postačí axiálně umístit dovnitř kovového pláště středního prvku 200 a na odlévací formu 210 další jádro 218 z pěnového plastu odpovídající vnitřnímu kanálu středního prvku 200. Potom postačí vyplnit prstencový prostor mezi jádrem 218 a kovovým pláštěm až do výše uložení spojovací mezivrstvy horního kulového kloubu 206. Profil misky 220 horního kulového kloubu je vytvořen v žáruvzdorném litém materiálu odebráním odlitého materiálu před jeho ztvrdnutím, například pomocí škrabky mající komplementární profil k profilu misky 220. Konstrukce provedená podle obr. 13b se potom

-7CZ 284580 B6 obrátí a umístí se na podstavec 222, který je s výhodou tvořen odlévací dřevěnou formou používanou k vytvarování misek kulových kloubů. Konstrukce se potom přenese pomoci misky 220 na odlévací formu 222. Potom se provede umístění těsnění 224 tak, že se nalepí do svého uložení vytvořeného k tomu účelu na vnitřním povrchu kovového pláště středního prvku 200. Na dno misky předem vytvořené odlévací formou 210 podle obr. 13b se umístí kotouč 226 z pěnového syntetického materiálu, jehož tloušťka odpovídá axiální šířce příčné mezery kulového kloubu 208 mezi jeho kulovým čepem a miskou. Potom se shora vloží pouzdro 72 kulového čepu do kovového pláště hrdla 204 tak, že se uloží a přivaří svou obrubou 84 na vnitřní narážku 216 vytvořenou k tomuto účelu na vnitřním povrchu kovového pláště. Potom se axiálně umístí na kotouč 226 jádro z pěnového syntetického materiálu, jehož uspořádání odpovídá průchozímu kanálu hrdla 204. Potom postačí odlít do prstencového prostoru kolem tohoto jádra žáruvzdorný materiál s využitím pouzdra 72 jako odlévací formy. Po odstranění odlévací formy 222 a rovněž kolíků 228 a 330, které slouží k přidržování vnitřních jader při odlévání, jsou střední prvek 200 a hrdlo 204 připraveny k montáži, vnitřní jádra a rovněž kotouč 226 mohou zůstat na místě, protože se automaticky spotřebují při uvedení dmyšné soupravy do provozu.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece vytvořené z několika oddělených válcových trubkových prvků, sestávajících z vnějšího ocelového pláště a vnitřního žáruvzdorného obložení a obsahujících alespoň jeden střední trubkový prvek spojený na jedné straně horním kulovým kloubem a horní vyrovnávací spojkou s horním hrdlem pevně připojeným k okružnímu větrovodu obklopujícímu pec k dodávání předehřátého vzduchu, a na opačné straně spodním kulovým kloubem a spodní vyrovnávací spojkou se spodním hrdlem, které je prodlouženo kolenem a píšťalou, která je kloubově spojena s výfučnou upevněnou ve stěně pece a kde kulové klouby obsahují konvexní kulový čep tvořený koncem jednoho z prvků natáčivě uložený v konkávní misce tvořené koncem sousedního prvku a měkkou žáruvzdornou těsnicí vložkou, vyznačující se tím, že poloměr zakřivení každého kulového kloubu má velikost poloviny průměru příslušných trubkových prvků a konvexní kulové čepy (70, 70a) kulových kloubů obsahují ochranné pouzdro ze žáruvzdorné oceli, které je protaženo kolem konvexní části kulového čepu až k průměru jeho základny.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kulové čepy (70, 70a) jsou tvořeny spodními konci horního hrdla (106, 136, 172) a středního trubkového prvku (98, 132, 170).
3. 3. Zařízení podle nároku la2, vyznačující se tím, že kulový čep (70a) středního trubkového prvku (98) tvoří jeho nedílnou část.
4. 4. Zařízení podle nároku 1 a2, vyznačující se tím, že kulový čep (70) středního trubkového prvku (98a) je od něho oddělen příčným spojem vyplněným prstencovým těsněním.
5. 5. Zařízení podle nároků laž4, vyznačující se tím, že plášť středního trubkového prvku (98) je spojen s pláštěm spodního hrdla (100) vyrovnávací spojkou s přírubou (102).
6. 6. Zařízení podle nároku la2, vyznačující se tím, že plášť středního trubkového prvku (132) a plášť spodního hrdla (134) jsou navzájem spojeny přímo pomocí vyrovnávací spojky.

   -8CZ 284580 B6
7. 7. Zařízení podle nároku la2, vyznačující se tím, že plášť středního trubkového prvku (170) a plášť spodního hrdla (174) jsou navzájem spojeny odstranitelným svárem mezi koncovkou (180) vyrovnávací spojky a obvodovým osazením (184).
8. 8. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že miska (144) spodního kulového kloubu (140) je vytvořena v litém žáruvzdorném obložení válcového pouzdra (146, 158, 162) ze žáruvzdorné oceli souose umístěného uvnitř kovového pláště spodního hrdla (134).
9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že žáruvzdorné těsnění (152) je připevněno částečně na plášť spodního hrdla (134) a částečně na okraj misky (144).
10. 10. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že žáruvzdorné těsnění (160) je připevněno částečně uvnitř válcového pouzdra (158) a částečně k žáruvzdornému obložení válcového pouzdra (158).
11. 11. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že žáruvzdorné těsnění (164) je připevněno částečně na žáruvzdorné obložení pouzdra (162) a částečně v prostoru vymezeném horní částí pouzdra (162) a prstencem (166) přivařeným dovnitř kovového pláště spodního hrdla (134).
12. 12. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že misky obou kulových kloubů (206, 208) jsou vytvořeny na opačných koncích středního trubkového prvku (200), zatímco konvexní kulové čepy jsou vytvořeny na horním hrdle (202) a na spodním hrdle (204).
13. 13. Způsob výroby konvexních kulových čepů kulových kloubů zařízení ke vhánění předehřátého vzduchu do šachtové pece, obsahující nejdříve zhotovení pouzdra kulového čepu ze žáruvzdorné oceli, které se opatří vnitřním žáruvzdorným obložením, vyznačující se tím, že konec trubkového prvku (82) ze žáruvzdorné oceli se přetvoří do tvaru konvexní kopule se středovým otvorem (90) a s konvexním kulovým povrchem rozkládajícím se mezi středovým otvorem (90) a válcovým povrchem trubkového prvku (82) a takto tvarované pouzdro se položí na nosnou podložku (108) a do jeho vnitřku se souose umístí válcové jádro (110) o průměru menším, než je průměr středního otvoru (90) a mezi válcové jádro (110) a pouzdro (72) se odlije žáruvzdorný materiál s využitím pouzdra (72) jako licí formy.
14. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že přetvoření konce trubkového prvku (82) ze žáruvzdorné oceli do konvexní kupole se provede vytvořením klínovitých výřezů (86), zaoblených a protažených do špičky, v konci trubkového prvku (82) k vymezení navzájem shodných jazýčků (88) po celém obvodu trubkového prvku (82), dále se všechny tyto jazýčky (88) ohnou směrem k podélné ose trubkového prvku (82), až se spojením jazýčků (88) úplně uzavřou zářezy (86) a čelní fazetky (92) jazýčků (88) se umístí vedle sebe k vytvoření středového otvoru (90) a konvexního kulovitého povrchu rozkládajícího se mezi středovým otvorem (90) a válcovým povrchem trubkového prvku (82), a všechny jazýčky (88) se navzájem přivaří k sobě.