PL168764B1 - Próbn ik do pobierania dymu z przewodu wylotowego dymu PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Próbnik do pobierania dymu z prze- wodu wylotowego dymu, zawierajacy rure wylotowa, która posiada czesc koncowa, za- konczona otworem wychodzacym do prze- wodu prowadzacego dym oraz czesc laczaca, polaczona z przewodami wylotowymi, zna- mienny tym, ze posiada zamknieta tuleje (9), która otacza czesc koncowa rury wylotowej (8) i zawiera czesc glówna (13) majaca prosta os i zawierajaca wlot (11) i wylot (12) dla obiegu plynu chlodzacego w tulei (9), zas rura wylotowa (8) ma wylot przez otwór (10) na zewnatrz tulei (9) i ma czesc laczaca (14) wystajaca z czesci glównej (13) tulei (9). F IG .2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest próbnik do pobierania dymu z przewodu wylotowego dymu. Wynalazek przeznaczony jest do pobierania dymu na wyjściu pieca do obróbki materiałów, zwłaszcza w metalurgii dla analizy dymu.

Znane są próbniki do pobierania dymu z przewodu wylotowego. Próbnik tego typu, opisany w dokumencie GB-A-1 370 658, wykonany został jako miedziana rura, zamontowana w przewodzie prowadzącym dym i mająca otwór skierowany w stronę pieca. Próbki dymu zbierane przez próbnik są przepompowywane do analizatora.

Niezawodność takiego urządzenia zależy w dużej mierze od wytrzymałości mechanicznej jak również odporności na zatykanie pyłami zawartymi w dymie pobieranym przez próbnik. W szczególności w piecach metalurgicznych, pobierania dymu dokonuje się w strumieniu gazowym, którego temperatura zmienia się cyklicznie co kilkadziesiąt minut, między temperaturą otoczenia i temperaturą bardzo wysoką, niekiedy wyższą od 1600°C. Ponadto pobierany dym, jest silnie nasycony pyłami metali, o współczynniku nasycenia mogącym osiągnąć 250 g/Nm³, jak również wodą (aż do 20% w niektórych zastosowaniach). Z tych powodów, żadne urządzenie do ciągłej analizy dymu nie jest obecnie osiągalne na rynku, pomimo zapotrzebowania na takie urządzenia dla badania i optymalizacji wpływu na środowisko wydalanego dymu, dla lepszej znajomości procesu powstawania dymu umożliwiającej optymalizację tego procesu, i możliwości regulacji parametrów procesu w zależności od wyników analizy, zwłaszcza przy wprowadzaniu tlenku do stanowiska spalania w piecu łukowym do wytwarzania stali lub żelazostopów.

Celem wynalazku jest wykonanie próbnika o prostej i mocnej budowie, o znacznej trwałości i ograniczonej możliwości zatykania.

168 764

Próbnik do pobierania dymu z przewodu wylotowego dymu, zawierający rurę wylotową, która posiada część końcową, zakończoną otworem wychodzącym do przewodu prowadzącego dym oraz część łączącą, połączoną z przewodami wylotowymi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada zamkniętą tuleję, która otacza część końcową rury wylotowej i zawiera część główną, mającą prostą oś i zawierającą wlot i wylot dla obiegu płynu chłodzącego w tulei, zaś rura wylotowa ma wylot przez otwór na zewnątrz tulei i ma część łączącą wystającą z części głównej tulei.

Korzystnie co najmniej część łącząca rury wylotowej jest współosiowa z osią części głównej tulei.

Korzystnie tuleja zawiera rurę pośrednią otaczającą rurę wylotową i tworzącą w tej tulei, tor przepływu płynu chłodzącego.

Korzystnie otwór jest w przybliżeniu współosiowy z częścią główną tulei.

Korzystne jest również, jeśli otwór jest w przybliżeniu prostopadły do osi części głównej tulei.

Korzystnie część końcowa rury wylotowej jest zakrzywiona.

Korzystnie zakrzywiona część końcowa ma promień krzywizny trzy razy większy od średnicy rury wylotowej.

Korzystnie tuleja zawiera część końcową podobną do części końcowej rury wylotowej.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia instalację do wytwarzania stali lub żelazostopów z próbnikiem według wynalazku, schematycznie, fig. 2 - pierwszy przykład wykonania próbnika według wynalazku, w przekroju podłużnym, fig. 3 - przykład wykonania montażu próbnika z fig. 2 w układzie odprowadzania dymu z pieca, w przekroju pionowym, fig. 4 - odmiana wykonania próbnika próbnika z fig. 2, w przekroju, fig. 5 - inny przykład wykonania próbnika według wynalazku, w przekroju podłużnym, fig. 6 i 7 przedstawiają odmiany wykonania próbnika z fig. 5, w przekroju, fig. 8 - inny przykład wykonania instalacji z próbnikiem według wynalazku, schematycznie.

W opisie, który nastąpi i na rysunku, elementy identyczne lub podobne mają te same odnośniki cyfrowe.

Na figurze 1 widać piec łukowy 1 zawierający kadź zawierającą sklepienie 3 podtrzymujące elektrody 4 i odcinek 5 przewodu odprowadzania dymu, połączony z przewodem 6 prowadzącym dym, w którym to przewodzie dym krąży w kierunku wskazanym strzałką F. Piec zawiera lancę tlenową 51 i palnik tlenowo-paliwowy 52. W przewodzie 6 jest umieszczony próbnik 7 do pobierania dymu, połączony jak to będzie szczegółowo opisane, z zespołem pompowym 56 tłoczącym zasysany dym do analizatorów 59, 60 i 63.

Jak przedstawiono na fig. 2-7, próbnik do pobierania dymu zawiera, zasadniczo jedną rurę wylotową 8 dymu usytuowaną w zamkniętej tulei 9, mającą z niej wylot przez otwór 10 do chwytania dymu. Tuleja 9 zawiera wlot 11 i wylot 12 płynu chłodzącego, na ogół wody. Tuleja 9 zawiera główną część rurową 13 o prostej osi, a rura wylotowa 8 zawiera część łączącą 14 współosiową z częścią główną 13, i usytuowaną poza częścią główną 13 tulei 9, przechodząc przez szczelną złączkę kompensacyjną 15, na przykład typu złączki z otwartym pierścieniem, w celu połączenia z urządzeniem analizującym.

W przykładzie wykonania z fig. 2, tuleja 9 jest prostoliniowa i zamknięta na końcu przeciwnym do złączki 15, ścianką poprzeczną 16, przy czym wlot 11 i wylot 12 płynu chłodzącego jest usytuowany z boku, w pobliżu przeciwnych końców tulei. Rura wylotowa 8 zawiera zakrzywioną część końcową, której swobodny koniec ma wylot poprzez otwór utworzony w ściance bocznej tulei 9 będąc do niej przymocowany przez spawanie zapewniające połączenie tych dwóch elementów i szczelność układu chłodzenia. Aby ograniczyć ryzyko zapychania i zatkania rury wylotowej, końcowa, zakrzywiona jej część ma korzystnie znaczny promień R zakrzywienia, na ogół ponad trzy razy większy od średnicy rury 8 (na przykład promień zakrzywienia około 85 mm dla rury 8 o średnicy 21,3 mm odpowiadającej średnicy tulei 9 wynoszącej około 42 mm).

Aby ograniczyć gabaryt poprzeczny próbnika 7, a zwłaszcza ułatwić jego umieszczenie promieniowe w przewodzie 6 prowadzącym dym, złączka wylotu 12 płynu chłodzącego może

168 764 być zmontowana współosiowo na ściance końcowej 16 zaopatrzonej w tym przypadku we współosiowy otwór, jak przedstawiono na fig. 4.

W przykładzie wykonania z fig. 5-7, tuleja 9 zawiera część końcową podobną do części końcowej rury wylotowej 8, a na swoim swobodnym końcu, ma ściankę pierścieniową 16 połączoną przez spawanie ze swobodnym końcem rury 8, współpłaszczyznowo z otworem 10 wlotu tej ostatniej rury. Próbnik 9 zawiera ponadto w tulei 9, rurę pośrednią 17 współosiową z rurą wylotową 8, i dochodzącą jednym końcem w pobliże ścianki 16, a drugim końcem poza tuleję 13 oraz zawierającą szczelną złączkę 15 osadzoną na części łączącej 14 rury wylotowej 8. Jak to widać na fig. 5, rura pośrednia 17 tworzy w tulei 9, tor przepływu tam i z powrotem, płynu chłodzącego wzdłuż dwóch równoległych komór, przy czym wlot 11 płynu chłodzącego znajduje się w przestrzeni między tuleją zewnętrzną 9 i rurą pośrednią 17, zaś wylot 12 płynu chłodzącego znajduje się w przestrzeni między rurą pośrednią 17 i częścią łączącą 14 rury wylotowej 8. W tym przykładzie wykonania, próbnik 9 ma prostą główną część cylindryczną, może więc być umieszczony promieniowo w przewodzie 6 prowadzącym dym, przez otwór 18 utworzony w ściance przewodu 6, przy czym próbnik jest utrzymywany w położeniu regulowanym tuleją 19 przymocowaną na przewodzie 6 na wprost otworu 18 i zaopatrzoną w środki do odblokowywania (nie pokazane) zablokowanego położenia próbnika 9.

W przykładzie wykonania z fig. 6, zakrzywiony koniec swobodny próbnika, jest utworzony przez połączenie pod kątem prostym, mniej uciążliwe do wykonania. W przykładzie wykonania z fig. 7, próbnik 9 nie zawiera zakrzywionego końca i jest całkiem prosty, przy czym otwór 10 stanowiący wejście rury wylotowej 8, jest prostopadły do osi próbnika, a więc równoległy w położeniu montażowym, do strumienia F dymu w przewodzie 6. Rozwiązanie według fig. 7 ma tę zaletę, że .umożliwia montaż w próbniku 7 do pobierania dymu, termopary 20 usytuowanej w środku rury wylotowej 8, i wystającej z niej do strumienia dymu. Natomiast, zgodnie z jednym z rozwiązań wynalazku, kształt próbnika według fig. 2, 4, 5 i 6 umożliwia jak to wskazano strzałkami F na fig. 2, 3 i 5, ustawienie próbnika w przeciwprądzie do strumienia dymu, i zasysanie tego dymu, ograniczając w znacznej mierze wprowadzanie pyłów unoszonych przez dym do próbnika i do połączonego z nim urządzenia analizującego.

Na figurze 3 przedstawiono przykład szczególnie korzystnego montażu próbnika według przykładu wykonania z fig. 7, w obiegu wylotowym dymu z pieca łukowego, którego sklepienie 3 i odcinek 5 przewodu wylotowego są przemieszczalne, na ogół przez obrót wokół osi pionowej, między położeniem wycofanym umożliwiającym załadowanie i wyładowanie metalu, i położeniom roboczym, w którym koniec wylotowy 21 odcinka 5 jest usytuowany na wprost i w niewielkiej odległości od końca przedniego przewodu 6 prowadzącego dym, przy czym utworzona zostaje wolna przestrzeń między tymi ustawionymi na wprost siebie, swobodnymi końcami. Zgodnie z wynalazkiem, próbnik 7 jest zmontowany za pomocą dwóch tulei 22 na odcinku 23 rury pośredniej zmontowanej przesuwnie w jednym końcu przewodu 6. Odcinek pośredni 23 podtrzymujący próbnik 7 jest wprowadzony w przewód 6 podczas operacji manewrowania sklepieniem 3 pieca, a w ustawieniu roboczym, ten odcinek 23 jest wyprowadzony z przewodu 6 aby doprowadzić próbnik 7 możliwi najbliżej końca wylotowego 21 odcinka 5 tak, aby pobieranie dymu było bardzo mało zakłócane przez wlot powietrza niepożądanego, przez przestrzeń pozostałą między odcinkami 5 i 23, przy czym przewód prowadzący i przewód pośredni, są korzystnie zaopatrzone w spirale chłodzące 24 i 25.

W różnych przykładach wykonania, elementy stanowiące próbnik 7, są wykonane na ogół ze stali nierdzewnej.

Zastosowanie próbnika według wynalazku w instalacji produkcyjnej przedstawiono na fig. 1 i fig. 8, na których ukazano część analityczną i kontrolną urządzenia do analizy pobranego dymu.

Jak to już poprzednio ukazano na fig. 5, próbnik 7 jest połączony rozłącznie, w celu umożliwienia mechanicznego czyszczenia z zewnątrz rury wylotowej 8, z rurką 37 połączoną w przedstawionym przykładzie wykonania, z kondensatorem 53 pary wodnej z podwójnym zestawem filtrów 54, 54' do zatrzymania pyłów ewentualnie znajdujących się w pobieranym dymie, i z urządzeniami suszącymi 55, 55' usytuowanymi przed zespołem pompowym 56, którego wylot jest połączony z co najmniej dwoma oddzielnymi przewodami 57 i 58 doprowa168 764 dzonymi odpowiednio do analizatora 59 tlenku węgla, za którym jest usytuowany analizator 60 dwutlenku węgla, i do analizatora 63 wodoru.

Analizatory 59 i 60 są cechowane gazami wzorcowymi (azot, tlenek węgla i dwutlenek węgla) doprowadzonymi przewodem 61 mającym wylot w przewodzie 57 za zaworem odcinającym. analizatory 59, 60 i 63 są połączone przewodami 64 i 65 z jednostką centralną 67 przetwarzania danych, do której jest doprowadzony również przewodem 68, sygnał reprezentujący temperaturę dymu dostarczanego przez sondę 69 temperatury, usytuowaną w przewodzie 6 na tym samym poziomie co próbnik 7 (lub która jest z nim zintegrowana jak to przedstawiono w nawiązaniu do fig. 7). Jednostka centralna 67 może być również połączona przewodem 72 z urządzeniem pomiarowym 71 wydatku przez oznaczenie helu, a następnie z wyjściem zespołu pompowego 56. Jednostka centralna 56. Jednostka centralna 67 steruje poprzez przewód 70, regulatorem 73 sterującym zaworem regulacyjnym 74 umieszczonym na przewodzie 50 prowadzącym tlen z lancy 51 i zawierającym ponadto przepływomierz 75 połączony z regulatorem 73, do którego jest dostarczany sygnał nadmiernego wydatku porównywany z wartością wstępnie oznaczaną.

W części końcowej przewodu 37, za zaworem odcinającym ma wylot co najmniej jeden przewód 80 doprowadzający gaz pod ciśnieniem, umożliwiający odtykanie przez przedmuch, próbnika 7 i jego ochronę w okresie bezczynności.

Opisana instalacja może być uzupełniona jak przedstawiono na fig. 8, układem analizy zawartości wody w dymie pochodzącym z pieca 1. W tym celu, próbnik 7 opisanego poprzednio typu, umieszczony na przewodzie 11, jest połączony przewodem 76 zaopatrzonym w środki izolacyjne i ogrzewające aby uniknąć kondensacji, z filtrem 77 pyłów, a następnie przez analizator 78 wody i stanowisko suszące 79 z zespołem pompowym 80 służącym do zasysania dymu. Wielkość zawartości wody mierzona przez analizator 78, jest przekazywana przewodem 81 do jednostki 67 przetwarzania danych aby dokonać poprawki kompensacyjnej, do analizy wykonanej poprzednio w stosunku do dymu suchego.

168 764

+

FIG.2

FIG.4

ZZ2J

168 764

FIC. 3

168 764

17,

168 764

168 764

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (8)

Zastrzeżenia patentowe

1. Próbnik do pobierania dymu z przewodu wylotowego dymu, zawierający rurę wylotową, która posiada część końcową, zakończoną otworem wychodzącym do przewodu prowadzącego dym oraz część łączącą, połączoną z przewodami wylotowymi, znamienny tym, że posiada zamknięta tuleję (9), która otacza część końcową rury wylotowej (8) i zawiera część główną (13) mającą prostą oś i zawierającą wlot (11) i wylot (12) dla obiegu płynu chłodzącego w tulei (9), zaś rura wylotowa (8) ma wylot przez otwór (10) na zewnątrz tulei (9) i ma część łączącą (14) wystającą z części głównej (13) tulei (9).

2. Próbnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera elementy (19,22) mocujące tuleję (9) na przewodzie (6) prowadzącym dym, a ponadto, co najmniej część łącząca (14) rury wylotowej (8) jest współosiowa z osią części głównej (13) tulei (9).

3. Próbnik według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że tuleja (9) zawiera rurę pośrednią (17) otaczającą rurę wylotową (8) i tworzącą w tej tulei, część toru przepływu płynu chłodzącego.

4. Próbnik według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór (10) jest w przybliżeniu współosiowy z częścią główną tulei (9).

5. Próbnik według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór (10) jest w przybliżeniu prostopadły do osi części głównej tulei (9).

6. Próbnik według zastrz. 1, znamienny tym, że część końcowa rury wylotowej (8) jest zakrzywiona.

7. Próbnik według zastrz. 6, znamienny tym, że zakrzywiona część końcowa ma promień krzywizny trzy razy większy od średnicy rury wylotowej (8).

8. Próbnik według zastrz. 6, albo 7, znamienny tym, że tuleja (9) zawiera część końcową w kształcie części końcowej rury wylotowej (8).