PL111039B1 - Pressure equalizing valve for shaft furnaces - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zawór wyrównujacy cisnienie dla pieców szybowych, zawierajacy obu¬ dowe ze zmontowana w niej klapa, która urucha¬ mia sie wahliwym ramieniem i która posiada po¬ wierzchnie uszczelniajaca wspólpracujaca z gnia¬ zdem zaworu.Jak wiadomo, piece szybowe a zwlaszcza wielkie piece pracujace z przeciwcisnieniem przy gardzieli, musza byc zaopatrzone w sluzy dla wyrównywania cisnienia przy ladowaniu wielkiego pieca w czasie jego pracy, tak aby nie powstaly wtedy znaczniej¬ sze straty cisnienia. Takie sluzy cisnieniowe mu¬ sza oczywiscie zawierac zawory wyrównujace cis¬ nienie, pozwalajace na dokonywanie okresowego na przemian odpowietrzania i zwiekszania cisnienia w sluzie lub sluzach. Taki zawór wyrównujacy cis¬ nienie jest opisany np. w zgloszeniu patentowym RFN Nr 2 708 249.1.Zawór opisany w niniejszym patencie zawiera przesuwne urzadzenie zamykajace w postaci grzyb¬ ka, które jest unoszone z jego gniazda w celu prze¬ puszczenia gazów. Urzadzenie zamykajace w czasie otwarcia zaworu znajduje sie w strumieniu prze¬ plywajacego gazu, a zatem jest wystawione na ko¬ rozyjne i erozyjne dzialanie stalych czastek uno¬ szonych przez gazy. Dlatego, zarówno urzadzenie zamykajace jak i jego gniazdo poddane sa stosun¬ kowo silnemu scieraniu, a zatem musza byc czesto wymieniane. Ponadto, z powodów konstrukcyjnych urzadzenie zamykajace musi byc umieszczone w ko¬ lanie przewodu, wskutek czego warunki scierania 10 1S 20 25 30 jeszcze sie pogarszaja. Scieranie takie pociaga za- soba tym wieksze problemy, ze wymiana odnos¬ nych czesci pochlania bardzo duzo czasu, przeto wymaga stosunkowo duzego przestoju pieca.. Do¬ step do gniazda zaworu i do urzadzenia zamyka¬ jacego wymaga np. zdemontowania czesci przewo¬ du i/lub zaworu.Znane sa konstrukcje zaworów, zwlaszcza z wy- chylnymi klapami, które w polozeniu otwartym wy¬ prowadza sie ze strumienia przeplywajacego gazu.Jednakze chociaz taki typ zaworu pozwala na zmniejszenie scierania uszczelniajacych powierzch¬ ni klapy, to jednak nadal istnieje koniecznosc wy¬ miany gniazda zaworu i niezbednego przy tym de¬ montazu czesci przewodu, pociagajacych za soba dlugi przestój pieca. Natomiast sam dostep do kla¬ py jest przy tej konstrukcji o wiele latwiejszym, gdyz klapa moze byc wyprowadzona na zewnatrz przez boczny otwór w przewodzie gazowym, przez wychylenie nosnego ramienia klapy. Warunkiem takiego dostepu do klapy zaworowej jest stosunko¬ wo duza amplituda wychylenia ^e] nosnego ra¬ mienia. Pociaga to jednak za soba inna wade, po¬ niewaz cylinder hydrauliczny poruszajacy ramie nosne musi miec duzy skok, a to z kolei wymaga duzego wydatku cieczy hydraulicznej.Celem wynalazku jest opracowanie zaworu wy¬ równujacego cisnienie, jak opisany na wstepie dla pieców szybowych, który pozbawiony jest wad do¬ tychczasowej techniki.Cel ten zostal osiagniety wedlug wynalazku dzie- 1110391 3 li 111039 4 ki temu, ze gniazdo zaworowe stanowi pierscienio¬ wy element zacisniety miedzy dwoma kolnierzami, który przez przesuniecie w poprzek podluznej osi obudowy moze byc wymontowany bez konieczno¬ sci demontazu innych czesci, przy czym obudowa zaopatrzona jest w boczny otwór o srednicy wiek¬ szej od srednicy klapy, a miedzy wahliwym ra¬ mieniem i klapa przewidziane jest polaczenie prze¬ gubowe.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 i 2 stanowia przekrój podluzny przez zawór wyró¬ wnujacy cisnienie, w polozeniu zamknietym albo otwartym, fig. 3 -7- wyprowadzenie klapy z obu¬ dowy zaworu, schematycznie, fig. 4 i 5 — dwa przy¬ klady wykonania podwieszenia klapy, fig. 6 — przy¬ klad wykonania wedlug fig. 5 — w widoku z góry, fig. 7 — powierzchnie uszczelniajace klapy i gnia¬ zda zaworu — w przekroju, fig. 8 — usuwanie gnia¬ zda zaworu — schematycznie, fig. 9 — pierwszy przyklad wykonania urzadzenia do uruchamiania klapy, fig. 10 drugi przyklad wykonania urzadze¬ nia do uruchamiania klapy.Figura 1 pokazuje pogladowo zawór 12 wyrównu¬ jacy cisnienie dla wzrostu cisnienia albo dla od¬ powietrzenia sluzy wyrównujacej cisnienie dla pie¬ ca szybowego. Zawór 12 zawiera obudowe 14, któ¬ ra jest czescia skladowa przewodu gazowego, nie pokazanego na rysunku. Z* drugiej stony, króciec rurowy 16 jest czescia skladowa zaworu 12 i moze byc ewentualnie wyposazony w dziurkowane tar¬ cze, dla obnizenia predkosci przeplywu gazu, aby zmniejszyc scieranie i powstawanie szumu, jak to jest szczególowo opisane w wymienionym niemiec¬ kim zgloszeniu patentowym. Urzadzenie zamyka¬ jace stanowi klapa 20, która moze byc obracana za pomoca ramienia 22 wokól walu 24. Klapa 20 moze bc przestawiana miedzy polozeniem zamkniecia wedlug fig. 1 oraz polozeniem otwarcia wedlug fig. 2, za pomoca nie pokazanego mechanizmu nastaw- tzego.Obudowa 14 ma boczny otwór 26 zamkniety po¬ krywa 28, przez który mozna klape dogladac i ewen¬ tualnie dementowac. Jak to jeszcze blizej bedzie opisane za pomoca fig. 4 do 6, klapa 20 jest prze¬ gubowo polaczona ze swoim nosnym ramieniem 20, przy czym przegub ten wedlug wynalazku sluzy do tego, aby dzieki swojemu szczególnemu usytuowa¬ niu umozliwil obrócenie sie klapy 20 wokól konca nosnego ramienia 22 w otwartym polozeniu klapy 20. Jak to jest widoczne z fig. 3, klapa 20 moze byc tym sposobem calkowicie wyjeta z obudowy 14, bez koniecznosci przemieszczenia wahliwego ramie¬ nia poza polozenie otwarcia pokazane na fig. 2.Aby klapa 20 przyjela polozenie pokazane na fig. 3, wystarcza podsunieciu pokrywy 28, fig. 2, usu¬ nac podpore ustalajaca 32 przewidziana na swo¬ bodnym koncu wahliwego ramienia 22. Po usunie¬ ciu podpory ustalajacej 32, klapa 20 moze byc pod¬ niesiona recznie do polozenia wedlug fig. 3. Aby ustalic klape w polozeniu wedlug fig. 3 przewidzia¬ no zarówno w, ramieniu wahliwym jak iw klapie 20, ucha 34 i 36, przez które mozna przesunac pret 38, w momencie, gdy oba ucha sa w jednej osi.Zamiast wylozenia klapy 20 nad swobodnym kon¬ cem wahliwego ramienia 22, klapa moglaby byc oczywiscie obracana na zewnatrz, wokól ramienia 22, równiez za pomoca odpowiedniego polaczenia 5 przegubowego miedzy wahliwym ramieniem i klapa.Mozliwe jest równiez polaczenie klapy 20 z wahli¬ wym ramieniem 22 za pomoca odpowiedniego ukla¬ du dzwigni, w ten sposób aby przy wysuwaniu w polozenie otwarcia nastepowalo jej obrócenie.W ten sposób klapa bylaby w polozeniu otwarcia zawsze obrócona na zewnatrz, wskutek czego z jed¬ nej strony nie byloby juz potrzebne reczne wykla¬ danie jej, a ponadto byloby to korzystne z tego wzgledu, ze uszczelniajaca powierzchnia klapys by¬ laby calkowicie wyprowadzona ze strumienia gazu.Jak to jest widoczne na fig. 4, miedzy wahliwym ramieniem 22 i klapa 20 przewidziano pewien luz, zapewniajacy optymalne przyleganie uszczelniaja¬ cej powierzchni klapy 20 do takiejze powierzchni gniazda zaworowego. Wielkosc tego luzu jest okre¬ slona przez dwie podpory ustalajace 32 i 40, przy czym podpora 32 daje sie dementowac, np. za po¬ moca sruby 42, w celu uwolnienia klapy 20 i usta¬ wienia jej w polozeniu wedlug fig. 3.Figury 5 i 6 pokazuja przyklad, z którego wi¬ dac, ze luz miedzy klapa 20 i wahliwym ramieniem 22 jest regulowany. Regulacji tego luzu dokonuje sie za pomoca czterech srub ustalajacych 44, 46, 48, 50, z których kazda ma. nakretke i przeciwnakret- ke. Obie sruby 44 i 48 przechodza przez nosna belke 52, która moze byc zdemontowana przez zluzowa¬ nie sruby 42 dla sprowadzenia klapy 20 w poloze¬ nie wedlug fig. 3.Na figurze 7 pokazano szczególy obszaru uszczel¬ nienia klapy 20 i jednego gniazda zaworowego 54.W klapie 20 przewidziano metalowy pierscien usz¬ czelniajacy 56, który przewaznie demontuje sie np. za pomoca srub 58, jak tez uszczelnienie miekkie 60, którego material stanowi neopren lub silikon.Gniazdo zaworowe 54 stanowi element pierscienio¬ wy, który latwo zaciska sie miedzy przylegajacymi kolnierzami obudowy 14 i rurowego krócca 16.W kierunku na zewnatrz, uszczelnienie moze byc przejete przez dwa pierscienie samouszczelniajace 55' i 55" typu 0, które przewidzano po obu stronach gniazda zaworowego 54. Zacisniecie gniazda zawo¬ rowego dokonuje sie przez dociagniecie polaczenia gwintowego obudowy 14 i krócca rurowego 16. Po¬ laczenie gwintowe sklada sie z trzech srub 62, 62' i 62'' fig. 8, analogicznie do sruby 62 na fig. 1. Po¬ laczenie gwintowe sklada sie zasadniczo z dwustron¬ nie gwintowanej sruby 62, dwóch zewnetrznych nakretek 64 i 66, jak tez z nakretki odciskowej, fig. 1, w celu rozparcia kolnierzy przytrzymujacych gniazdo zaworowe. Górna czesc sruby 62 z dwu¬ stronnym gwintem posiada odsadzenie 70, dzieki któremu sworzen opiera sie o kolnierz obudowy 14 zaworu. Przez taki uklad górna czesc sruby 62, po raz dokonanym dociagnieciu nakretki 64 tworzy z kolnierzem obudowy 14 zaworu sztywna mecha¬ niczna calosc.Aby uwolnic gniazdo zaworowe 54, wystarcza tylko zluzowac to polaczenie gwintowe przez od¬ krecenie dolnej nakretki 66, i w razie koniecznosci 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60111039 6 przekrecie nakretke dociskajaca 68 i zblizyc ja do nakretki 66. Pod dzialaniem nakretki dociskajacej 68 kolnierz krócca rurowego 16 jest naciskany ku dolowi, zas kolnierz obudowy 14 zaworu odpowied¬ nio do góry przez co uwalnia sie gniazdo zaworo¬ we 54. Moze ono byc wtedy latwo wyprowadzone na zewnatrz dzieki poprzecznemu przesunieciu, np. w kierunku strzalki A, miedzy srubami 62 i 62".Oczywiscie gniazdo zaworowe moze byc wyprowa¬ dzone na zewnatrz równiez w kierunku strzalki B i C, w zaleznosci od najdogodniejszego dostepu.Rozumie sie samo przez sie, ze opisane uksztal¬ towanie jest jedynie przykladem wykonania i bez trudnosci moga byc przewidziane inne srodki mo¬ cujace, rozpierajace obudowe 14 zaworu i krócca rurowego 16 celem uwolnienia gniazda zaworowego 54. Istotnym jest, aby wybrane zamocowanie mo¬ glo byc zwolnione w krótkim czasie i aby jedno¬ czesnie moglo byc uwolnione gniazdo zaworowe 54.Opisany zawór wyrównujacy cisnienie, jako. za¬ wór odpowiadajacy stanowi techniki, uruchamia sie za pomoca hydraulicznego cylindra 72 zamontowa¬ nego w obrotowej podporze 74. .Gdy tloczysko 76 wysuwa sie z polozenia zaznaczonego pelnymi li¬ niami w polozenie zaznaczone liniami przerywa¬ nymi, wtedy ruch jego przenosi sie przez ramie 78 na wal 24, a zatem na klape, przy czym polozenie pokazane linia przerywana odpowiada otwartej kla¬ pie 20.W przykladzie wykonania, wedlug fig. 9, skok tlo- czyska 76 niezbedny do otwarcia klapy jest sto¬ sunkowo duzy, a wiec potrzebny jest równiez od¬ powiednio duzy wydatek oleju hydraulicznego.Oczywiscie nalezy tutaj zaznaczyc, ze odleglosc miedzy oboma krancowymi polozeniami tloczyska 76 na fig. 9, przedstawia jednoczesnie maksymalna amplitude tloczyska dla uruchomienia opisanego za¬ woru wyrównujacego cisnienie. W dotychczaso¬ wych wykonaniach, jesli chciano klape zaworowa calkowicie wyprowadzic z obudowy 14 zaworu przez wlaz boczny 26, bylo konieczne ustawienie tloczys¬ ka 76 i ramienia 78 poza polozenie pokazane linia przerywana. Obecnie jak to pokazano na fig. 3, jest to juz niepotrzebne.Figura 10 przedstawia inne korzystne urzadzenie do uruchamiania klapy, nie pokazanej na rysunku.Cylinder hydrauliczny 86 zamontowany w obroto¬ wej podporze 80 uruchamia swoim tloczyskiem 82 wahliwa dzwignie, która jest podparta na wale równoleglym do walu 24 nosnej dzwigni klapy. Swo¬ bodny koniec wahliwej dzwigni 84 jak tez koniec ramienia 90 na wale 24 sa polaczone ze soba za pomoca wahacza 88. Polozenia tloczyska 82, dzwigni 84, wahacza 88 i ramienia 90 przedstawione linia¬ mi pelnymi i liniami przerywajacymi, odpowiadaja polozeniu zamkniecia lub otwarcia klapy. Skok tlo¬ czyska 82 niezbedny do otwarcia klapy jest funkcja odleglosci punktu przegubowego polaczenia tloczy¬ ska 82 z dzwignia 84 od osi wahan tej ostatniej.Punkt przegubowego polaczenia tloczyska z dzwi¬ gnia 84 moze byc wiec dobierany w ten sposób, ze miedzy skokiem tloczyska 82 i amplituda wahania walu 24 zachodzi okreslony stosunek, przy czym równiez nalezy uwzglednic ^vystepujace stosunki sil.W przykladzie wykonania wedlug fig. 10 skok tloczyska 82 niezbedny do otwarcia klapy jest sto¬ sunkowo maly w porównaniu ze skokiem wedlug fig. 9, dla takiego samego kata wychylu ramienia 5 90. Wskutek tego wystarcza mniejszy cylinder hy¬ drauliczny i odpowiednio mniejszy wydatek oleju hydraulicznego. Sila dociskajaca wywierana na zamknieta klape jest funkcja kata miedzy wahliwa dzwignia 84 i wahaczem 88. Ta sila dociskajaca 1° jest tym wieksza im mniejszy jest kat.Z figury 10 wynika, ze podczas zamykania klapy kat miedzy wahaczem 88 i dzwignia wahliwa 84 sta¬ le maleje, skutkiem czego stosunek sil w polozeniu zamkniecia klapy osiaga wartosc maksymalna. Sta- 15 nowi to dalsza zalete uksztaltowania wedlug fig. 10, poniewaz na klape w polozeniu zamknietym moga dzialac duze sily dociskajace wywierane za pomoca hydraulicznego cylindra o stosunkowo ma¬ lej mocy. 20 Mozliwe jest równiez zastosowanie cylindra hy¬ draulicznego z efektem hydrosprezystym, co pozwa¬ la na otwarcie klapy przy anormalnym wzroscie cis¬ nienia gazu pod dzialaniem tegoz cisnienia gazu.Oznacza to dodatkowy srodek zabezpieczenia prze- 25 ciwko niebezpiecznemu nadcisnieniu w sluzach cis¬ nieniowych. Takie sprezyste dociskanie klapy ma oczywiscie sens tylko wtedy, gdy klapa jest zamy¬ kana w kierunku przeciwnym do kierunku dzialania cisnienia gazu. 30 Jedna z istotnych zalet opisanego zaworu wyró¬ wnujacego cisnienie wedlug wynalazku jest to, ze wymiana wytartych czesci moze odbywac sie szyb¬ ko, a wiec bez dluzszego zaklócenia ruchu wielkie¬ go pieca. Aby zdementowac gniazdo zaworowe wy- 35 starczy rozluznic tylko trzy punkty zamocowania i wyprowadzic gniazdo w bok, podczas gdy do tej pory konieczne bylo uprzednie demontowanie calej obudowy zaworu. Dzieki mozliwosci podniesienia klapy przez boczny otwór w obudowie zaworu, za- 40 pewniony jest optymalny dostep do klapy.Dalsza zaleta opisanego zaworu wyrównujacego cisnienie jest to, ze klapa calkowicie oswabadza dro¬ ge dla gazu i ze droga ta przebiega prosto, to zna¬ czy, bez ksztaltek rurowych lub innych przeszkód. 45 Wynika stad, ze klapa podlega nie tylko mniejsze¬ mu scieraniu, lecz ze równiez nie hamuje przeply¬ wu gazów, a wiec nie zmniejsza wydatku przeplywu. 50 Zastrzezenia patentowe 1. Zawór wyrównujacy cisnienie dla pieców szy¬ bowych zawierajacy obudowe z zamontowana w niej klapa, która jest uruchamiana wahliwym ramie- 55 niem i ma powierzchnie uszczelniajaca wspólpra¬ cujaca z gniazdem zaworowym, znamienny tym, ze gniazdo zaworowe (54) stanowi element pierscienio¬ wy zacisniety miedzy dwoma kolnierzami obudo¬ wy (14) i krócca (16), przy czym obudowa (14) zao- 60 patrzona jest w boczny otwór (26) o srednicy wiek¬ szej od srednicy klapy (20) a miedzy wahliwym ra¬ mieniem (22) i klapa (20) znajduje sie przegubowe polaczenie (30). 2. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 65 zawiera trzypunktowe rozlaczalne zamocowania111030 mm J\2 FIG.10 PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Zawór wyrównujacy cisnienie dla pieców szy¬ bowych zawierajacy obudowe z zamontowana w niej klapa, która jest uruchamiana wahliwym ramie- 55 niem i ma powierzchnie uszczelniajaca wspólpra¬ cujaca z gniazdem zaworowym, znamienny tym, ze gniazdo zaworowe (54) stanowi element pierscienio¬ wy zacisniety miedzy dwoma kolnierzami obudo¬ wy (14) i krócca (16), przy czym obudowa (14) zao- 60 patrzona jest w boczny otwór (26) o srednicy wiek¬ szej od srednicy klapy (20) a miedzy wahliwym ra¬ mieniem (22) i klapa (20) znajduje sie przegubowe polaczenie (30).

2. Zawór wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 65 zawiera trzypunktowe rozlaczalne zamocowania111030 mm J\2 FIG.10 PL PL PL PL PL