CZ724489A3 - Apparatus for reducing stress of sealing flaps - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro snížení namáhání těsnicí klapky, která je vybavena měkkým obvodovým těsněním, které Se v uzavřené poloze klapky dotýká odpovídajícího prstencového sedla za j i stO|řu těsnění mezi prostředím o určitém tlaku na jedné straně sedla a prostředím na druhé straně sedla, které má vyšší tlak.

Předložený vynález se týká, aniž by tím byl omezen, zvláště těsnicích klapek uzávěrů zavážecího zařízení vysoké pece.

Je známo, že vysoké pece jsou zaváženy přes uzávěr, který je střídavě propojen s atmosférou během jeho plnění a s vnitřkem pece v průběhu vyprazdňování vsázky. Pro tento účel jsou vypouštěcí a plnicí otvory vybaveny těsnicími klapkami výše popsaného typu.

Dosavadní stav techniky

Každá z těsnicích klapek je ovládána například prostřednictvím hydraulického válce, jehož síla činí řádově několik tun v závislosti na velikosti klapky. K této hydraulické síle přistupuje v zavřené poloze klapky ještě síla, která je výsledkem rozdílu tlaku na jedné a druhé straně klapky. Ze strany sedla působí na klapky atmosférický tlak, zatímco druhá strana klapek je ve směru uzavírání zatížena tlakem, který působí uvnitř pece. V závislosti na velikosti plochy klapky vyvolává tlakový rozdíl síly řádově několik desítek tun. Protože těsnění klapek jsou vyrobena z měkkého materiálu, je nebezpečí, že sedlo vlivem vysokých sil poškodí těsnění tím, že je deformuje za současného usazování prachu a nečistot a tak způsobí rychlé opotřebení těsnění. Ačkoliv by bylo možné odstranit hydraulický tlak na klapky v jejich zavřené poloze, nevyřeší se tím uvedený problém protože hydraulická síla je nepatrná ve srovnání se silou, která je důsledkem tlakového rozdílu.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je navrhnout účinné zařízení pro snížení namáhání, kterému je vystaveno těsnění uvedené těsnicí klapky působením rozdílných tlaků. K dosažení tohoto cíle je vsedlaJ zařízení podle vynálezu řešeno tak, že součástí/Jetlakový kompenzátor působící na těsnící klapku ve směru jejího otevírání prostřednictvím hydraulické tekutiny, přičemž nastavená působící síla odpovídá fpřiblišnofsíle působící na těsnicí klapku ve směru zavírání, která je výsledkem tlakového rozdílu na obou stranách klapky.

U jednoho provedení je kompenzátor tvořen řadou samostatných pístů umístěných v odpovídajících válcových vývrtech v sedle. U jiného provedení je kompenzátor tvořen pístem tvaru mezikruží uloženým v odpovídající drážce v sedle. V obou případech jsou funkční konce pístů zahrocené s rovinným povrchem hlavy, což vede ke zmenšení velikosti povrchu, na kterém se může usazovat prach a zároveň toto řešení usnadňuje odchod usazenin.

Zařízení je vybaveno okruhem pro řízení tlaku hydraulické tekutiny a zahrnuje dále čidla pro měření tlakového rozdílu na obou stranách těsnicí klapky, převaděč jmenovitého signálu úměrného uvedenému rozdílu a porovnavač pro srovnání signálu odpovídajícího skutečnému okamžitému tlaku hydraulické tekutiny

J⁷ — se jmenovitým signálem a pro generování ovládacího signálu, který je funkcí výsledku tohoto srovnávání a který působí na ventil nastavující tlak hydraulické tekutiny.

Přehled obrázků ns výkrese

Příkladné provedení vynálezu je znázorněno na výkresu, na němž obr. 1 je částečný řez svislou rovinou přes těsnící klapku s tlakovým kompenzátorem podle uvedeného řešení a obr. 2 ukazuje schematický hydraulický řídící okruh tlakového kompenzátoru.

Příkledy provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje těsnící klapku 10 s měkkým obvodovým těsněním 12 upevněným v prstencové drážce prostřednictvím klínu 14. Je-li těsnící klapka 10 v zavřené poloze, opírá se toto těsnění 12 o prstencové sedlo 16 ohraničující kruhový otvor 18.

Podle vynálezů je součástí sedla 16 tlakový kompenzátor, který působí na těsnicí klapku 10, například v oblasti klínu 14« ve směru otevírání těsnicí klapky 10. Na uvedeném příkladě je tento kompenzátor, tvořený prstencovým pístem 20 uloženým v prstencové drážce 22, znázorněn v řezu. Propojení s hydraulickým ovládacím okruhem je provedeno několika přívodními kanály 24. Píst 20 je držen ve své poloze· prostřednictvím odnímatelné příruby 26. Funkční povrch pístu 20, působící na těsnicí klapku 10, se přednostně skládá z ozubeného kruhu 28 s plochými hlavami. Tím je zmenšena velikost plochy, na níž se může usazovat prach, který vytváří působením tlaku na styčných plochách pístu20 á těsnící klapky 10 spečenou vrstvu. Toto řešení také usnadňuje odvádění prachu mimo, čímž je prakticky zajištěno samočištění.

Namísto uvedeného jednoho prstencového pístu 20 s ozubeným kruhem je možno užít několika válcových pístů, z nichž každý má zužují cí se hlavu, která působí na těsnicí klapku 10. Je také možno použít několika samostatných pístů působících na pohyblivou přírubu opatřenou ozubeným kruhem, podobně jak je tomu na obr. 1.

Obr. 2 znázorňuje schematicky řídící a regulační obvod hydrauliky tlakového kompenzátoru, který podle obr. 1 působí na horní těsnicí klapku 10 uzávěru 30 zařízení pro zavážení vysoké pece. Přívodní kanály 24 kompenžátoru jsou připojeny k hydraulickému zdroji tlakovým ventilem 34. který slouží k nastavení tlaku v hydraulickém systému. V obvodu je zařazen tlakový snímač 36, který měří tlak uvnitř uzávěru 30 a převádí signál reprezentující tento tlak do vysílače 38.

Na základě přivedeného signálu generuje vysílač 38 jmenovitý signál, který je funkcí tlaku uvnitř uzávěru 30. Tlak je pro dané zařízení proměnný, zatímco plocha těsnicí klapky 10 a činná plocha prstencového pístu 20 kompenzátoru jsou konstantní. Jmenovitý signál je převáděn do komparátoru JO, který srovnává okamžitý tlak hydraulické tekutiny působící na prstencové sedlo 16 se jmenovitým tlakem a který ovládá nastavení tlakového ventilu 34« který je výsledkem tohoto srovnání a kterým se zvětšuje nebo zmenšuje tlak hydraulické tekutiny. Síla od tlaku tekutiny, kterou působí prstencový píst 20 kompenzátoru na těsnicí klapku 10, přibližně kompenzuje sílu, která je výsledkem tlaku uvnitř uzávěru 30« působícího na těsnicí klapku JO. Těsnicí klapka je tedy ovládána pouze silou ovládacího meohanismu.

Spodní těsnicí klapka, která není zobrazena, je připojena k výpustnému otvoru uzávěru 30 a je vybavena stejným kompenzátorem ovládaným prostřednictvím ovládacího okruhu, znázoměne<*f€br. 2

Protože ve stávajícím případě odpovídá hodnota tlaku okolí, který působí na těsnicí klapku ze strany kompenzátoru, atmosférickému tlaku, stačí k měření tlaku na opačné straně těsnicí klapky 10 jednoduchý tlakový snímač. Jestliže v jiném případě tlak okolí neodpovídá tlaku atmosférickému, bylo nutno použít vou snímačů, aby bylo možno měřit tlaky působící na obě strany těsnicí klapky v její zavřené poloze.

Claims (6)

1. Zařízení pro snížení namáhání těsnicí klapky Clo) která je vybavena měkkým obvodovým těsněním V dotýkajícím se v uzavřené poloze klapky Cfa} odpovídajícího prstencového , sedla k zajištění utěsnění mezi prostředím o určitém tlaku _{ na jedné straně sedla a prostředím na druhé straně sedla, které má vyšší tlak, vyznačené tím, že prstencové sedlo (16) je spojeno s tlakovým kompenzátorem působícím na těsnicí klapku (1 £) ve směru jejího otevírání účinkem hydraulické tekutiny^nastavená působící síla odpovídá síle působící na těsnicí klapku (10) ve směru jejího zavírání, která je výsledkem tlakového rozdílu na obou stranách těsnicí klapky (10).

Mbxúutfy

2. Zařízení podle 1, vyznačené tím, že kompenzátor je tvořen prstencovým pístem (20) uloženým v odpovídající prstencové drážce (22), která je součástí sedla,(16)

3. zařízení podle 2, vyznačené tím, že funkční plo( fy) . . . ' cnaZpístu (20) je tvořena ozubeným kruhem (28) s rovinnými hlavami zubů na těsnicí klapku (10).

, , /<-yr*h<fy „ , , , „ , ,,

4. Zařízeni podle 1, vyznačené tím, ze kompenzátor je tvořen řadou samostatných pístů, uložených v odpovídajících válcových vývrtech, umístěných v sedle (16). ^;

5. Zařízení podle 4, vyznačené tím, že každý píst ma á kuželovou hlavu s rovinnou plochou působící na těsnicí působí na pohyblivou přírubu, opatřenou ozubeným kruhem se zploštělými hlavami, působícím na těsnicí klapku (10).

7. Zařízení podle kteréhokoliv z^* až 5, vyznačené tím, že okruh řídící tlak hydraulické tekutiny obsahuje snímače (36) pro měření rozdílu tlaků na obou stranách těsnicí klapky (10), vysílač (38) jmenovité^ignáli^áměmého rozdílu tlaků a koraparátor (40) pro porovnávání signálu odpovídajícího okamžitému tlaku hydraulické tekutiny se jmenovitým signálem a pro generování řídícího sígnálu^terý je výsledkem tohoto porovnání a kterým je ovládán tlakový ventil (34) pro nastavení tlaku hydraulické tekutiny.