PL168888B1 - Urzadzenie do wdmuchiwania wstepnie ogrzanego powietrza do pieca szybowego PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. U rzadzenie do w dm uchiw ania w stepnie ogrzanego powietrza do pieca szybowego, skladajace sie z szeregu elementów cylindrycznych, zlozonych z zew- netrznej oslony stalowej i z wewnetrznego pokrycia zaroodpornego oraz obejmujacych co najmniej jeden srodkowy element rurowy, polaczony z jednej strony za pomoca pierwszego przegubu kulistego i pierwszego kom pensatora z górnym lacznikiem rurowym, zlaczo- nym z przewodem okreznym do zasilania wstepnie ogrzanym powietrzem, otaczajacym piec, a z przeciwle- glej strony za pomoca drugiego przegubu kulistego i drugiego kom pensatora z dolnym lacznikiem rurowym, który je st przedluzony za pomoca kolanka i dyszaka, przy czym ten ostatni jest polaczony przegubowo z dysza, zamocowana w scianie pieca, a ponadto przeguby kuliste zawieraja wypukla glowiczke, utworzona przez koniec jednego z odcinków i mogaca obracac sie we wkleslym talerzu, utworzonym przez koniec przyleglego odcinka i wstawiona miekka uszczelke zaroodporna, znam ienne tym , ze promien krzywizny kazdego prze- gubu kulistego jest rzedu wielkosci polowy srednicy poszczególnych elementów oraz ze wypukle glowiczki (70, 70a) przegubów kulistych zawieraja powloke ochronna ze stali zaroodpornej, która ciagnie sie dokola czesci wypuklej az do podstawy diametralnej glowiczki. F ig . 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Prezdmiotzm wynalazku jest ureądezniz do wdmuchiwania wstępniz ogreanzgo powiztrea do pizca seybowzgo.

Znanz są ureądeznia do wdmuchiwania wstępniz ogreanzgo powietrea do pizca seybowzgo, którz składają się e sezrzgu oddeizlnych zlzmzntów cylindrycenych, ełożonych e ezwnętrenzj osłony stalowej i e wzwnętrenzj powłoki żaroodpornzj i obzjmują co najmnizj jzdzn środkowy zlzmznt rurowy, połąceony e jzdnzj strony ea pomocą pizrwsezgo prezgubu kulistzgo i pizrwsezgo kompznsatora e górnym łącenikizm rurowym, ełąceonym e prezwodzm okrężnym do easilania wstępniz ogreanym powiztzezm, otaceającym pizc, a e prózciwlzgłzj strony ea pomocą drugizgo prezgubu kulistzgo i drugizgo kompznsatora e dolnym łącenikizm rurowym, który jzst prezdłużony ea pomocą kolanka i dyseaka, prey ceym tzn ostatni jzst połąceony prezgubowo e dyseą, eamocowaną w ścianiz pizca, w których to ureądezniach prezguby kulistz eawizrają wypukłą głowicekę, utworeoną preze konizc jzdnzgo e szgmzntów i mogącą obracać się wz wklęsłym talzreu, utworeonym preze konizc pzeylzgłzgo szgmzntu i wstawioną miękką usecezlkę żaroodporną.

Ureądeznia tz, enanz ceęścizj pod naewą ezstawów dyseowych, nastręceają problzmy, ewiąóanz e ruchzm i secezlnością. Wskutzk wysokizj tzmpzrature wstępniz ogreanzgo powiztrea (tzmpzratura reędu 1200°C lub więczj) orae wysokizj tzmpzratury panujączj wzwnątre pizca, ściana tzgo ostatnizgo, a takżz prezwód okrężny i ezstaw dyseowy są narażonz na roesezreznia i odksetałcznia cizplnz, powodującz weajzmnz prezmizseceania pomiędey prezwodzm okrężnym a ścianą pizca. Konizcena jzst eatzm kompznsacja tych weajzmnych prózmizsecezń preze ezstaw dyseowy, e jzdnocezsnym wyzliminowanizm wpływów gaeów lub wstępniz ogreanzgo powiztrea.

W czlu sprostania tym wymaganiom, w opisiz patzntowym USA nr 3 766 868 proponujz się ezspół dyseowy typu, opisanzgo wz wstępiz. Tzn ezstaw dyseowy eostał następniz udoskonalony zoewiąeanizm prezgubu uniwzrsalnzgo ez ełącezm kulistym typu, opisanzgo w dokumznciz patzntowym DE-C2-2218331. Trey prezguby tzgo ezstawu dyseowzgo umożliwiają kompznsację wsezlkich ruchów weajzmnech pomiędey prezwodzm okrężnym a ścianą pizca. Secezlność na poeiomiz prezgubów eapzwniają kompznsatory mizsekowz, natomiast stabilność mzchaniceną ełącea Cardana, skojareonz na poeiomiz dwóch prezgubów uniwzrsalnych e dwoma prezciwlzgłymi końcami środkowzgo zlzmzntu rurowzgo.

Mizjscz najbardeizj obciążonz i najbardeizj dzlikatnz enajdujz się eawsez na poeiomiz prezgubów. Istotniz, ruchy głowiceki weględzm jzj talzrea powodują ceęsto nizodwracalnz odksetałcznia miękkich usecezlzk i tarcia materiału żaroodpornzgo o matzriał żaroodporny. Ponadto, ez weględu na trudności obróbki stali żaroodpornzj, niz jzst możliwz prezdłużzniz osłony, tworeączj powłokę głowiceki, aż do wizrechołka tzj ostatnizj. Z tzgo powodu stwizrdea się ceęsto powstawaniz mikrorys w matzrialz żaroodpornym wizrechołka głowiceki, którz stanowią pzeyceynę eakłócających prezpływów i wirów.

Do tych k^zdów jakości dobrzgo ezstawu dyseowzgo dochodei troska o konkurzncyjny koset wytwareania, o możliwość łatwzgo i seybkizgo dzmontażu, o możliwość łatwzgo naprawiania matzriału żaroodpornzgo w raeiz potrezby, itd. Jzst oceywistz, żz wseystkiz tz krytzria mają ceęsto tzndzncję do bycia weajemniz prezciwstawnymi, emuseając w tzn sposób konstruktorów do seukania roesądnzgo kompromisu.

Czlzm wynalaeku jzst opracowaniz nowzgo ureądeznia typu, opisanzgo na wstępiz, którz wykaeujz więkseą odporność na eużyciz na poeiomiz prezgubów, którz deięki swym licenym wariantom wykonania dostosowuiz się doskonalz do wymagań użytkownika orae którz dajz

168 888 większą łatwość wytwarzania i wymiany, z jednoczesnym zachowaniem umiarkowanego kosztu produkcji.

Istota rozwiązania urządzenia według wynalazku polega na tym, że promień krzywizny każdego przegubu kulistego jest rzędu wielkości połowy średnicy poszczególnych elementów oraz że wypukła głowiczki przegubów kulistych zawierają powłokę ochronną ze stali żaroodpornej, która ciągnie się dookoła części wypukłej aż do diametralnej podstawy głowiczki. Zmniejszenie promienia krzywizny przegubów kulistych pozwala na lepsze prowadzenie głowiczek w ich talerzu, z jednoczesnym obniżeniem ryzyka wstrząsów i zużycie miękkich uszczelek oraz umożliwia zachowanie w każdym przypadku tej samej szerokości uszczelki.

Zmniejszenie promienia krzywizny przegubów oraz okoliczność, że osłona metalowa tworzy w tym miejscu powłokę głowiczki i ciągnie się aż do podstawy tej ostatniej, umożliwiają utrzymywanie równomiernej, szerokości szczeliny przegubowej podczas obrotów.

Według pierwszego przykładu wykonania zestawu dyszowego głowiczki są utworzone przez dolne końce górnego łącznika rurowego i środkowego elementu rurowego.

Głowiczka środkowego elementu rurowego może bądź tworzyć integralną część tego elementu, bądź też być oddzieloną od tego ostatniego za pomocą poprzecznego rozcięcia, wypełnionego uszczelką pierścieniową.

Metalowa osłona środkowego elementu rurowego i osłona dolnego łącznika rurowego mogą być połączone bezpośrednio ze sobą poprzez kompensator lub za pośrednictwem kołnierza albo rozłącznej spoiny.

Talerz przegubu dolnego może być uformowany w pokryciu żaroodpornym, odlanym w powłoce cylindrycznej ze stali żaroodpornej, umieszczonej współosiowo wewnątrz osłony dolnego łącznika rurowego.

Miękka uszczelka żaroodporna może być związana częściowo z osłoną rurowego łącznika częściowo zaś z obrzeżem talerza. Może być ona również skojarzona częściowo z wewnętrznym gniazdem powłoki walcowej, częściowo zaś z materiałem żaroodpornym. Według innego przykładu wykonania uszczelka może także być związana częściowo z materiałem żaroodpornym, częściowo zaś z gniazdem, ograniczonym przez górną część powłoki oraz przez pierścień, przyspawany wewnątrz osłony.

Według drugiego przykładu wykonania talerze obu przegubów kulistych są rozmieszczone odpowiednio na dwóch przeciwległych końcach środkowego elementu rurowego, natomiast wypukłe głowiczki są umieszczone na górnym i dolnym łączniku rurowym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania i w porównaniu z rozwiązaniami znanymi ze stanu techniki na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tradycyjny zestaw dyszowy według opisu patentowego USA nr 3.766.867, w ujęciu schematycznym, w przekroju osiowym; fig. 1 a przedstawia wariant wykonania dolnego przegubu zestawu dyszowego według fig. 1; fig. 2 przedstawia schematycznie szczegóły przegubu zestawu dyszowego, znanego z opisu patentowego DE-C2-2218331; fig. 3 i 3a uwidaczniają w układzie obok siebie i w przekroju osiowym przegub kulisty według wynalazku; fig. 4 uwidacznia schematycznie sposób formowania powłoki ze stali żaroodpornej dla głowiczki przegubu według wynalazku; fig. 5 uwidacznia schematycznie pierwszy przykład wykonania zestawu dyszowego według wynalazku w przekroju osiowym pionowym; fig. 5a uwidacznia schematycznie wariant wykonania dolnego przegubu zestawu dyszowego według fig. 5; fig. 6a, 6b i 6c uwidaczniają schematycznie poszczególne fazy wytwarzania materiału żaroodpornego elementów zestawu dyszowego według fig. 5; fig. 7 przedstawia drugi przykład wykonania zestawu dyszowego według wynalazku w widoku, analogicznym do widoku według fig. 5; fig. 8,9 i 9a przedstawiają różne warianty wykonania dolnego przegubu zestawu dyszowego według fig. 7; fig. 10a, 10b i 10c przedstawiają schematycznie poszczególne fazy wytwarzania materiału żaroodpornego elementów zestawu dyszowego według fig. 7; fig. 11 przedstawia schematycznie trzeci przykład wykonania zestawu dyszowego według wynalazku, fig. 12a, 12b i 12c przedstawiają schematycznie poszczególne fazy wytwarzania materiału żaroodpornego zestawu dyszowego według fig. 11; fig. 13 przedstawia schematycznie czwarty przykład wykonania zestawu dyszowego według wynalazku a fig. 13a, 13b i 13c przedstawiają schematycznie poszczególne fazy wytwarzania materiału żaroodpornego według fig. 13.

168 888

Znany zestaw dyszowy 20 (fig. 1) łączy główny okrężny przewód 22, umieszczony dokoła wielkiego pieca, ze ścianką 24 tego ostatniego. Ten zestaw dyszowy zawiera pochyły odcinek prostoliniowy, utworzony przez środkowy rurowy element 26, połączony przegubowo na swym górnym końcu z łącznikiem rurowym 28, zamocowanym na przyłączu okrężnego przewodu 22, a swym dolnym końcem z rurowym łącznikiem 30, który jest przytwierdzony za pomocą kołnierzy na kolanku 32. To kolanko 32 jest przedłużone za pomocą dyszaka 34, którego koniec jest połączony przegubowo z dyszą 36, osadzoną w ścianie 24 pieca. Górne przeguby 38 i dolne przeguby 40 pomiędzy środkowym rurowym elementem 26 a dwoma rurowymi łącznikami 28 i 30 są przegubami uniwersalnymi, umożliwiającymi ruchy wzajemne pomiędzy okrężnym przewodem 22 a ścianą 24 pieca. Szczelność na poziomie przegubów 38 i 40 zapewniają mieszkowe kompensatory 44, 46, zamocowane odpowiednio na rurowym elemencie 26 oraz przyległych rurowych łącznikach 28 i 30. Stabilność mechaniczną zapewniają przeguby Cardana 48, 50, łączące również środkowy element 26 z przyległymi rurowymi łącznikami 28 i 30. Wszystkie te elementy zestawu dyszowego składają się ze stalowej zewnętrznej osłony 52, zaopatrzonej wewnątrz w żaroodporne pokrycie 54, przez które z kolei przechodzi kanał 56 do prowadzenia wstępnie ogrzanego powietrza.

Każdy z obu przegubów 38, 40 jest utworzony przez część wypukłą, nazywaną dalej głowiczką, oraz przez część wklęsłą, nazywaną dalej talerzem. W górnym przegubie 38 głowiczka stanowi część górnego rurowego łącznika 28 i wchodzi do talerza utworzonego przez górny koniec środkowego elementu 26. Dalej część tego ostatniego tworzy głowiczkę przegubu 40 i wchodzi do talerza, utworzonego przez górną część dolnego łącznika rurowego.

W przykładzie wykonania według fig. 1 głowiczką przegubu 40 stanowi integralną część środkowego elementu 26, czyli jej pokrycie żaroodporne ciągnie się bez przerw od końca górnego aż do wierzchołka głowiczki. Taka konstrukcja środkowego elementu 26 ułatwia jego wytwarzanie w porównaniu z wariantem, przedstawionym na fig. 1a, w którym głowiczką jest oddzielona od reszty elementu środkowego i jest połączona z tym ostatnim na poziomie kołnierza przeznaczonego do zamocowania złącza Cardana 50a. Wariant ten, uwidoczniony na fig. 1 a, ma natomiast tę zaletę, że pozwala na oddzielny demontaż dolnej części, utworzonej przez rurowy łącznik 30 i przegub 40a, lub części górnej, utworzonej przez pozostałą część środkowego elementu 26 i górny przegub 38 z rurowym łącznikiem 28. Warto zauważyć, że górny przegub 38 powinien być koniecznie zbudowany zgodnie z fig. 1a, aby móc odłączać zestaw dyszowy od okrężnego przewodu 22.

Figura 2 przedstawia znaną postać wykonania takiego przegubu, jaki jak omówiony w dokumencie DE-C2-2218331. Ta postać wykonania różni się od postaci wykonania według fig. 1 głównie tym, że przeguby są kuliste, jak to ukazuje złącze pomiędzy głowiczką 58 a talerzem rurowego łącznika 30. W tej postaci wykonania głowiczką 59 jest również oddzielona od środkowego elementu 26, jak to uwidoczniono na fig. 1a. Jednakże pozostaje także możliwe wykonanie według fig. 1.

Inna różnica względem postaci wykonania według fig. 1 polega na umieszczeniu miękkich uszczelek na poziomie przegubu. Np. pierwsza uszczelka 62 z włókien ceramicznych jest wstawiona w materiał żaroodporny talerza 60 i zamyka kanał pomiędzy talerzem 60 a wierzchołkiem głowiczki 58. Inna uszczelka także z włókien ceramicznych jest umieszczona w przestrzeni pierścieniowej pomiędzy dolnym końcem metalowej powłoki 68 głowiczki 58 a przyłączem walcowym kompensatora 44. Ta uszczelka 64 jest zaklinowana pomiędzy obrzeżem talerza 60 a obwodowym pierścieniem 66, przyspawanym na powłoce 68.

Celem tych uszczelek 62 i 64 jest głownie zapobieganie lub zmniejszanie przenikania ciepłego powietrza do wnętrza kompensatorów 44, w celu lepszego zabezpieczenia tych ostatnich przed wysokimi temperaturami. Gdy głowiczką 58 doznaje przesunięcia osiowego względem rurowego łącznika 30, wówczas dolna krawędź powłoki 68 może zgnieść uszczelkę 64 z dolnej strony, podczas gdy z przeciwległej strony pierścień 66 dąży do ściśnięcia uszczelki 64 w kierunku osiowym. Ponieważ uszczelkom żaroodpornym brak jest sprężystości, przeto w wyniku tych ruchów grozi im nieodwracalne odkształcenie, co zmniejsza ich efektywność.

To urządzenie według fig. 2 wykazuje jeszcze inną niedogodność, jeśli powłoka 68 ze stali żaroodpornej ciągnie się tylko do granicy walcowej części głowiczki 58. Żaroodporny wierz6

168 888 chołek głowiczki 58 jest wskutek tego narażony na szybie atakowanie przez mikropęknięcia, które wywołują szybkie zużycie i złamanie wierzchołka głowiczki. Brak podtrzymywania materiału żaroodpornego wierzchołka głowiczki 58 wymaga ponadto stosunkowo dużego promienia krzywizny R, w celu nie dopuszczenia do tego aby ten wypukły wierzchołek, nie podtrzymywany przez powłokę 68, był zbyt zbieżny. To z kolei powoduje powstanie ostrej krawędzi pomiędzy częścią walcową a częścią wypukłą powłoki 68, co grozi zgnieceniem uszczelki 64 podczas ruchów kątowych głowiczki.

Figury 3 i 3a przedstawiają każdą powłokę przegubu według wynalazku, przy czym figury te są przybliżone do siebie, tak, aby uwidaczniać cały przegub, którego lewa część przedstawia odmianę z głowiczką, oddzieloną od odcinka środkowego, a którego odmiana z prawej strony dotyczy głowiczki, stanowiącej część składową odcinka środkowego.

Figury 3 i 3a uwidaczniają, że głowiczką 70, 70a według wynalazku jest całkowicie otoczona swą powłoką 72,72a ze stali żaroodpornej, która ciągnie się aż do podstawy głowiczki dookoła jej odcinka wypukłego. Wytwarzanie takiej powłoki żaroodpornej 72, 72a w postaci jednego tylko elementu z odcinkiem wypukłym stało się możliwe dzięki pomysłowemu sposobowi wytwarzania, objaśnionemu szczegółowo poniżej. W porównaniu ze stanem techniki według fig. 2 głowiczką według wynalazku ma mniejszy promień krzywizny, rzędu wielkości połowy średnicy segmentów zestawu dyszowego, co poprawia jej zdolność ruchów. Uszczelka 74 np. z włókien ceramicznych jest przewidziana pomiędzy głowiczką 70, 70a a materiałem żaroodpornym rurowego łącznika 76. Uszczelka ta może być np. naklejona na osłonie rurowego łącznika 76 pomiędzy dwoma podtrzymującymi pierścieniami 78, 80.

Uszczelka 74 przyjmuje dokładnie kształt wierzchołka głowiczki i rozciąga się na większej części jej odcinka wypukłego. Jeżeli zestaw dyszowy jest rozwiązany tak, aby dostosowywał się do maksymalnej niewspółosiowości rzędu 7°, to głowiczką 70, 71 może odchylać się o 3,5° z obu stron swego położenia neutralnego na figurach, co jest uwidocznione za pomocą kątów a i β. Podczas takiego obrócenia ekstremalnego uszczelka 74 tworzy stale grubą wkładkę uszczelniającą, bez ściskania jej przez głowiczkę 70, 71, a to dzięki temu, że szerokość szczeliny pozostaje stała podczas wzajemnych obróceń.

Poniżej opisany jest (z powołaniem się na fig. 4) sposób według wynalazku, dotyczący wykonywania powłoki głowiczkowej ze stali żaroodpornej. W tym celu stosuje się walcową rurę 82 ze stali żaroodpornej, zaopatrzoną ewentualnie w mały obwodowy kołnierz 84, gdy chodzi o postać wykonania według fig. 3. Od strony przeciwległej względem kołnierza 84, wykonuje się na całym obwodzie w równomiernych odstępach wykroje wzdłuż tworzącej, mające głębokość, odpowiadającą długości wypukłego odcinka wykonywanej głowiczki. Te wykroje 86 wyznaczają w ten sposób identyczne względem siebie języczki 88. Te języczki 88 odgina się następnie ku osi rury 82 aż do całkowitego zamknięcia wykrojów 86, w celu uzyskania kulistej kopułki, mającej środkowy otwór 90, utworzony przez położone obok siebie przednie ścianki 92 języczków 88. To odgięcie języczków 88 można przeprowadzić w formie o kulistym dnie. Powłokę 72 wykańcza się następnie przez zespawanie ze sobą poszczególnych języczków 88 na całej długości wykrojów.

Figura 5 przedstawia pierwszą postać wykonania pochyłego odcinka zestawu dyszowego z dwoma identycznymi kulistymi przegubami 94 i 96, z których każdy zawiera głowiczkę, pokrytą powłokę ze stali żaroodpornej, wykonaną sposobem, opisanym z powołaniem się na fig. 4. Na fig. 15 , a aakże na następnych figurach nie uwidoczniono dla uproszczenia środków do stabilizacji mechanicznej przegubów 94 i 96. Środkami tymi - chociaż występującymi w praktyce - mogą być środki znane, np. przeguby Cardana lub ściągi według dokumentu eP-A1-0363576.

Figura 5a przedstawia opisany powyżej wariant, w myśl którego głowiczką dolnego przegubu 96a jest oddzielona od środkowego rurowego elementu 98a.

W obu przykładach wykonania według fig. 5 i 5a szczególne połączenie pomiędzy środkowym elementem 98 a dolnym rurowym łącznikiem 100 uzyskuje się za pośrednictwem kołnierza 102 na górnym końcu powłoki głowiczki. Środkowy element 98 zawiera także górny kołnierz 104 poza kompensatorem górnego przegubu 94, w celu zamocowania go na przyłączu nie uwidocznionego przewodu okrężnego. W postaci wykonania według fig. 5 te kołnierze 102 i 104 są ponadto niezbędne do tego, aby móc wytwarzać oddzielnie wszystkie trzy elementy, a

168 888 mianowicie środkowy element 98, dolny rurowy łącznik 100 i górny łącznik rurowy, który jest utworzony poprostu przez głowiczkę kulistego przegubu 94. Te wytwarzanie zostanie teraz przedstawione z powołaniem się na fig. 6a, 6b i 6c.

Figura 6a przedstawia wytwarzanie materiału żaroodpornego głowiczki. W tym celu powłokę 72, wytworzoną sposobem, opisanym z powołaniem się na fig. 4, odwraca się na nośnym elemencie 108, np. drewnianym, otworem 90 korzystnie w dół. Następnie wprowadza się do powłoki 72 walcową kształtkę 110, np. z ekspandowanego tworzywa 'sztucznego oraz sprawdza się, czy jest ona przytrzymywana na miejscu np. za pośrednictwem korka 112, zamocowanego w nośnym elemencie 108 i wchodzącego do kanału osiowego kształtki 110. Od tej chwili pozostaje tylko zalać żaroodpornym materiałem 114 przestrzeń pierścieniową, wyznaczoną przez kształtkę 110 i powłokę 72, posługując się tą ostatnią jako formą.

Figura 6b przedstawia wytwarzanie środkowego elementu 98. W tym celu odwraca się zespół, złożony z osłony 116 elementu środkowego, powłoki dolnej głowiczki i górnego kompensatora, kołnierzem 104 w dół na nośnym elemencie 118, przy czym pierścień 120 ogranicza gniazdo uszczelki górnego przegubu 94, zamykającej otwór dokoła elementu nośnego. Górny profil nośnego elementu 118 jest komplementarny względem kształtu talerza przegubu 94. Następnie na nośnym elemencie 118 umieszcza się osiowo walcową kształtkę 122 z ekspandowanego tworzywa sztucznego, przytrzymywaną na miejscu za pomocą korka 124. Wystarcza następnie wypełnić przestrzeń pierścieniową dokoła kształtki 122 materiałem żaroodpornym.

Figura 6c przedstawia wytwarzanie dolnego łącznika rurowego. Podobniejak w przypadku fig. 6b osłonę 126 tego łącznika rurowego wraz z kompensatorem przegubu dolnego odwraca się górnym kołnierzem w dół na nośnym elemencie 128, identycznym z zastosowaniem poprzednio nośnym elementem 118. Na nośnym elemencie 128 umieszcza się następnie osiowe kształtkę 130 z ekspandowanego tworzywa sztucznego, której kształt zewnętrzny odpowiada kanałowi wewnętrznemu gotowego rurowego łącznika 100, oraz wypełnia się przestrzeń dokoła kształtki 130 materiałem żaroodpornym. Warto odnotować, że wszystkie trzy kształtki 110, 122 i 130 z tworzywa sztucznego mogą pozostać na miejscu podczas montażu zestawu dyszowego, ponieważ zostaną one zniszczone automatycznie po uruchomieniu zestawu dyszowego.

Figura 7 przedstawia drugą postać wykonania zestawu dyszowego z środkowym elementem 132, dolnym rurowym łącznikiem 134 i głowiczką 136. Jednakże w odróżnieniu od postaci wykonania według fig. 5 osłona środkowego elementu 132 jest połączona poprzez kompensator dolnego przegubu z osłoną rurowego łącznika 134. Kołnierz 102 z postaci wykonania według fig. 5 zniknął zatem, co pozwala zmniejszyć koszt wytwarzania zestawu dyszowego. Z drugiej strony ponieważ rurowy łącznik 134 nie oddziela się od środkowego elementu 132, etap wytwarzania, uwidoczniony na fig. 6c, nie jest już możliwy i należy przewidzieć inne środki, aby móc odlewać talerz przegubu dolnego. W tym celu w przedstawionym przykładzie materiał żaroodporny rurowego łącznika 134 odlewa się w ramach dwóch kolejnych operacji, co jest uwidocznione symbolicznie za pomocą przerwy 138. Ma to także reperkusje w zakresie rozwiązania przegubu dolnego, zwłaszcza talerza rurowego łącznika 134, przy czym fig. 8 i 9 przedstawiają kilka postaci jego wykonania.

Figura 8 uwidacznia szczegóły kulistego przegubu 140 pomiędzy środkowym elementem 132 a dolnym łącznikiem 134. Głowiczką 142 jest identyczna jak w postaci wykonania, podanej powyżej, czyli ma powłokę żaroodporną, wykonaną według fig. 4. Talerz 144 przegubu 140, utworzony przez górną część żaroodpornego pokrycia rurowego łącznika 134, jest natomiast zmodyfikowany. Istotnie, jak to uwidoczniono na fig. 8, pokrycie żaroodporne, tworzące talerz 144, jest odlane wewnątrz walcowej powłoki 146 ze stali żaroodpornej i umieszczone współosiowo wewnątrz osłony metalowej i rurowego łącznika 134. Powłoka 146 może być utrzymywana na miejscu za pośrednictwem dwóch pierścieni 148 i 150, osadzonych odpowiednio na wewnętrznej ściance osłony i zewnętrznej ściance powłoki 146. Izolację cieplną zapewnia gruba uszczelka 152 z włókien ceramicznych, przyklejane do wewnętrznej powierzchni osłony rurowego łącznika 134 i ciągnąca się w dół pomiędzy głowiczką 142 a talerzem 144. Dwie pierścieniowe opory 154 i 156, przyspawane do osłony, zapewniają przytrzymywanie tej uszczelki.

168 888

W wariancie wykonania według fig. 9 talerz 144 jest umieszczony również wewnątrz powłoki 158 ze stali żaroodpornej, która w porównaniu z postaciami wykonania według fig. 8 jest dłuższa niż powłoka 146. Część powłoki 158, wychodząca poza pokrycie żaroodporne, jest rozwiązana, jako gniazdo uszczelki 160 z włókien ceramicznych. Postać wykonania według fig. 9 ma w porównaniu z postacią wykonania według fig. 8 tę zaletę, że uszczelkę 160 można umieścić na miejscu przed zmontowaniem zestawu dyszowego i wstawić wraz z talerzem 144. Odwrotnie, postać wykonania według fig. 8 ma w porównaniu z postacią wykonania według fig. 9 tę zaletę, że wykazuje lepszą izolację cieplną ze względu na uszczelkę 152, grubszą od uszczelki 160.

Figura 9a przedstawia kompromis pomiędzy wykonaniami według fig. 8 i 9 ze względu na to, że powłoka 162 służy równieżjako gniazdo uszczelki 164, lecz w połączeniu z pierścieniem 166, przyspawanym do wewnętrznej powierzchni osłony. Uszczelkę 164 można zatem także osadzić na miejscu na talerzu przed zmontowaniem zestawu dyszowego jak w przypadku fig. 9, lecz odwrotnie względem niej pierścień 166 tworzy mostek termiczny, przyczyniający się do przepływu ciepła od uszczelki 164 do osłony zewnętrznej.

Poniżej zostaną opisane z powołaniem się na fig. 10a, 10b i 10c fazy wytwarzania poszczególnych elementów zestawu dyszowego, według fig. 7, jak to uczyniono poprzednio dla zestawu według fig. 5 z powołaniem się na fig. 6a do 6c. Tytułem przykładu uwzględni się zastosowanie postaci wykonania według fig. 9.

Figura 10a przedstawia odlewanie materiału żaroodpornego w powłoce według fig. 4, w celu wykonania górnej głowiczki 136. Faza ta jest identyczna z fazą, opisaną z powołaniem się na fig. 6a, i nie wymaga dodatkowego wyjaśnienia.

Tu dochodzi jednak faza pośrednia, przedstawiona na fig. 10b dotycząca oddzielnego odlewania talerza 144 dolnego przegubu 140. Najpierw kładzie się powłokę 158 na drewnianej formie 168, przy czym gniazdo, przeznaczone na uszczelkę 160 (fig. 9), jest skierowane w dół. Profil górnej powierzchni tej formy 168 jest komplementarny względem profilu pokrycia żaroodpornego talerza 144. Wewnątrz powłoki 158 umieszcza się następnie osiowo na nośnym elemencie 168 kształtkę 169 z ekspandowanego tworzywa sztucznego, odpowiadającą otworowi talerza 144, oraz wlewa się materiał żaroodporny pomiędzy tę kształtkę 169 a powłokę 158. Po odlaniu i usunięciu formy 168 można natychmiast przymocować, np. przykleić, uszczelkę 160 (fig.9) w jej gnieździe wewnątrz powłoki 158.

W celu odlania środkowego elementu 132, odwraca się jego osłonę metalową, która jest połączona z osłoną rurowego łącznika 134 poprzez kompensator, najej górny kołnierz. Właściwe odlewanie elementu 132 jest identyczne z odlewaniem, opisanym z powołaniem się na fig. 6b, oraz wykorzystuje te same formy i kształtki. Po zakończeniu tego odlewania wstawia się talerz 144, odlany według fig. 10b, po osadzeniu uszczelki, do osłony rurowego łącznika 134, w celu jego ułożenia na głowiczce 142, gdzie jest on przytrzymywany za pomocą pierścieni 148 i 150. Po osadzeniu talerza 144 ustawia się na nim nie uwidocznioną kształtkę, wyznaczając kanał rurowego łącznika 134, oraz kończy się odlewanie tego łącznika przez wypełnienie materiałem żaroodpornym przestrzeni pierścieniowej pomiędzy wymienioną kształtką a osłoną rurowego łącznika 134.

Figura 11 przedstawia trzeci przykład wykonania, analogiczny do postaci wykonania według fig. 7 i zawierający środkowy element 170, połączony poprzez górny kulisty przegub 176 a głowiczką 172, a poprzez dolny kulisty przegub 178 z rurowym łącznikiem 174. Dolny łącznik 174 i dolny przegub 178 są identyczne jak w postaci wykonania według fig. 5 i w związku z tym nie wymagają dodatkowego opisu. Jeśli chodzi o środkowy element 170, to jest on analogiczny do elementu z postaci wykonania według fig. 7 pod tym względem, że nie zawiera kołnierza do uzyskania połączenia z rurowym łącznikiem 174. W celu rozwiązania w postaci wykonania według fig. 11 problemu wytwarzania i montażu, objaśnionego z powołaniem się na fig. 7, przewiduje się w postaci wykonania według fig. 11 rozłączne połączenie pomiędzy osłoną środkowego elementu 170 a osłoną rurowego łącznika 174. Jak to uwidoczniono na figurze, górna przyłącza 180 kompensatora 182 jest przyspawana do osłony środkowego elementu 170 na poziomie metalowego odsadzenia 184, do którego przyspawana jest również powłoka głowiczki przegubu 178. Wytrzymałość spoiny przyłącza 180 na odsądzeniu 184 powinna

168 888 stanowić kompromis pomiędzy koniecznością usunięcia spoiny w przypadku demontażu, z jednej strony, a koniecznością zapewnienia szczelności i wytrzymywania ciśnienia wewnętrznego, z drugiej strony.

Przykład wykonania według fig. 11 ma zaletę takiej samej prostoty wytwarzania jak w przypadku postaci wykonania według fig. 5, dzięki wyeliminowaniu konieczności odlewania dolnego łącznika rurowego w dwóch etapach, oraz zaletę postaci wykonania według fig. 7, polegającą na zaoszczędzeniu kołnierza łączącego pomiędzy elementem środkowym a dolnym łącznikiem rurowym. Postać wykonania według fig. 11 wymaga natomiast obecności spoiny, która ma przejmować ciśnienie wewnętrzne.

Poszczególne fazy odlewania elementów w postaci wykonania według fig. 11, przedstawione na fig. 12a, 12b i 12c odpowiadają dokładnie fazom, opisanym z powołaniem się na fig. 6a, 6b i 6c, a zatem nie wymagają dodatkowych wyjaśnień, przy czym można wykorzystać te same kształtki i formy. Jedyna różnica polega na braku kołnierza na przyłączu 180 kompensatora 182 oraz braku kołnierza na środkowym elemencie 170, który jest zastąpiony odsądzeniem 184. Po odlaniu wszystkich trzech elementów 170, 172 i 174 zgodnie z fig. 12a, 12bi 12c przystępuje się do osadzania uszczelki dolnego przegubu 178, wklejając ją w jej gniazdo, przewidziane na wewnętrznej powierzchni osłony rurowego łącznika 174 nad kompensatorem 182. Nasadza się następnie rurowy łącznik 174 na głowiczkę środkowego elementu 170 i przeprowadza się spawanie obwodowe pomiędzy przyłączem 180 a odsądzeniem 184.

Poniżej opisana jest z powołaniem się na fig. 13 czwarta postać wykonania, która łączy w sobie wszystkie zalety trzech pierwszych postaci wykonania. Ta postać wykonania według fig. 13 również zawiera środkowy rurowy element 200, połączony poprzez górny przegub kulisty z głowiczką 202, a poprzez dolny kulisty przegub 208 z dolnym rurowym łącznikiem 204. Jednakże w odróżnieniu od poprzednich postaci wykonania obydwa talerze przegubów 206 i 208 są przewidziane na przeciwległych końcach środkowego elementu 200, przy czym głowiczka dolnego przegubu 208 stanowi część składową rurowego łącznika 204. Przeguby górne i dolne są zatem zorientowane w przeciwnym kierunku, jak to jest podane w dokumencie EP-A1-0363576, co pozwala również wykorzystać zalety, opisane w tym dokumencie.

Jak to potwierdza fig. 13, ta postać wykonania umożliwia oszczędzanie kołnierza środkowego elementu 200, nie wymagając rozłącznej spoiny pomiędzy osłoną tego ostatniego a osłoną dolnego rurowego łącznika 204 oraz nie wymagając konieczności odlewania tego ostatniego w dwóch etapach, jak to podaje opis poszczególnych faz wytwarzania, który jest przytoczony poniżej z powołaniem się na fig. 13a, 13b i 13c.

Wykonywanie głowiczki 202, przedstawione na fig. 13a, jest analogiczne do wytwarzania głowiczek według poprzednich postaci wykonania.

Figura 13b przedstawia wytwarzanie środkowego elementu 200. Osłonę metalową tego ostatniego, która stanowi część składową osłony dolnego rurowego łącznika 204, ustawia się na formie drewnianej, która niesie go za pośrednictwem gniazda uszczelki dolnego przegubu 208.

Forma 210 jest niesiona przez cokół 212, zaopatrzony korzystnie w podpórkę, niosąc osłonę rurowego łącznika 204 za pośrednictwem wewnętrznej opory 216, która będzie służyć później jako oparcie mocujące powłoki głowiczki. Profil górnej powierzchni formy 210 jest komplementarny względem profilu talerza przegubu dolnego. Wystarcza teraz umieścić wewnątrz osłony elementu 200 i na formie 210 kształtkę 218 z ekspandowanego tworzywa sztucznego, odpowiadającą kanałowi wewnętrznemu środkowego elementu 200. Bezpośrednio potem wypełnia się przestrzeń pierścieniową pomiędzy kształtką 218 a osłoną aż do brzegu gniazda uszczelki górnego przegubu 206. Profil talerza 220 przegubu górnego formuje się w odlanym materiale żaroodpornym przez usunięcie odlanego materiału przed jego stwardnieniem np. za pomocą zgarniaka, mającego profil, komplementarny względem profilu talerza 220. Układ, wykonany zgodnie z fig. 13b odwraca się następnie i ustawia na cokole 222, którym jest korzystnie forma drewniana, stosowana do formowania talerzy przegubów. Układ jest zatem niesiony przez talerz 220 na formie 222. Z kolei przystępuje się do osadzenia uszczelki 224, wklejając ją w gniazdo, przewidziane w tym celu na wewnętrznej powierzchni osłony elementu 200. Na dnie talerza, uformowanego uprzednio za pomocą formy 210 według fig. 13b, umieszcza się następnie tarczkę 226 z ekspandowanego tworzywa sztucznego, której grubość odpowiada

168 888 szerokości osiowej szczeliny poprzecznej przegubu 208 pomiędzy jego głowiczką a talerzem. Do osłony rurowego łącznika 204 wstawia się następnie od góry głowiczkową powłokę 72, zakładając ją i przyspawając jej kołnierz 84 do opory 216, przewidzianej w tym celu na wewnętrznej powierzchni osłony. Na tarczce 226 ustawia się następnie osiowo kształtkę z ekspandowanego tworzywa sztucznego, której konfiguracja odpowiada kanałowi rurowego łącznika 204. Wystarcza z kolei odlać w przestrzeni pierścieniowej dokoła tej kształtki materiał żaroodporny, posługując się powłoką 72 jako formą. Po usunięciu formy 222 oraz korków 228 i 330, służących do przytrzymywania kształtek wewnętrznych podczas odlewania, środkowy element 200 i rurowy łącznik 204 są gotowe do montażu, przy czym kształtki Wewnętrzne oraz tarczka 226 mogą pozostać na miejscu, ponieważ zostaną zniszczone automatycznie po uruchomieniu zestawu dyszowego.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wdmuchiwania wstępnie ogrzanego powietrza do pieca szybowego, składające się z szeregu elementów cylindrycznych, złożonych z zewnętrznej osłony stalowej i z wewnętrznego pokrycia żaroodpornego oraz obejmujących co najmniej jeden środkowy element rurowy, połączony z jednej strony za pomocą pierwszego przegubu kulistego i pierwszego kompensatora z górnym łącznikiem rurowym, złączonym z przewodem okrężnym do zasilania wstępnie ogrzanym powietrzem, otaczającym piec, a z przeciwległej strony za pomocą drugiego przegubu kulistego i drugiego kompensatora z dolnym łącznikiem rurowym, który jest przedłużony za pomocą kolanka i dyszaka, przy czym ten ostatni jest połączony przegubowo z dyszą, zamocowaną w ścianie pieca, a ponadto przeguby kuliste zawierają wypukłą głowiczkę, utworzoną przez koniec jednego z odcinków i mogącą obracać się we wklęsłym talerzu, utworzonym przez koniec przyległego odcinka i wstawioną miękką uszczelkę żaroodporną, znamienne tym, że promień krzywizny każdego przegubu kulistego jest rzędu wielkości połowy średnicy poszczególnych elementów oraz że wypukłe głowiczki (70, 70a) przegubów kulistych zawierają powłokę ochronną ze stali żaroodpornej, która ciągnie się dokoła części wypukłej aż do podstawy diametralnej głowiczki.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wypukłe głowiczki (70, 70a) są utworzone przez dolne końce górnego rurowego łącznika (106, 136, 172) i środkowego rurowego elementu (98,132,170).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że głowiczka (70a) środkowego rurowego elementu (98) stanowi jego integralną część składową.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że głowiczka (70) środkowego rurowego elementu (98a) jest oddzielona od tego ostatniego za pomocą przecięcia poprzecznego, wypełnionego uszczelką pierścieniową.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że metalowa osłona środkowego rurowego elementu (98) jest połączona z osłoną dolnego rurowego łącznika (100) za pośrednictwem kompensatora i kołnierza (102).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że osłona środkowego rurowego elementu (132) jest połączona bezpośrednio z osłoną dolnego rurowego łącznika (134) poprzez kompensator.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że osłona środkowego rurowego elementu (170) jest połączona z osłoną dolnego rurowego łącznika (174) rozłączną spoiną pomiędzy przyłączem (180) kompensatora a obwodowym odsądzeniem (184).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że talerz (144) dolnego przegubu (140), pomiędzy środkowym elementem (132) a dolnym łącznikiem (134) jest uformowany w pokryciu żaroodpornym, odlanym w walcowej powłoce (1^^, 158,162) ze stali żaroodpornej, umieszczonej współosiowo wewnątrz osłony dolnego rurowego łącznika (134).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że żaroodporna uszczelka (152) jest połączona częściowo z osłoną rurowego łącznika (134), częściowo zaś z obrzeżem talerza (144).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że żaroodporna uszczelka (160) jest połączona częściowo z wewnętrznym gniazdem walcowej powłoki (158) częściowo zaś z materiałem żaroodpornym.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że uszczelka (164) jest połączona częściowo z materiałem żaroodpornym, częściowo zaś z gniazdem, ograniczonym przez górną część powłoki (162) oraz przez pierścień (166), przyspawany wewnątrz osłony rurowego łącznika (134).

    168 888
12. 12. Urządzenie według zał^tn:. 1, znamienne tym, że talerze obu kulistych przegubów (206, 208) są roemizseceonz odpowizdnio na dwóch prezciwlzgłech końcach środkowzgo rurowzgo zlzmzntu (200), natomiast głowiceki wypukłz są umizseceonz na górnym rurowym łączniku (202) i dolnym rurowym łączniku (204).