SK281280B6 - Zariadenie na vháňanie predhriateho vzduchu do šachtovej pece - Google Patents

Abstract

Zariadenie na vháňanie predhriateho vzduchu do šachtovej pece je vytvorené z niekoľkých valcových rúrkových prvkov, opatrených vnútorným žiaruvzdorným obložením, ktoré sú medzi sebou spojené guľovými kĺbmi a vlnovcovými vyrovnávacími spojkami. Guľové kĺby obsahujú konvexný guľový čap, tvorený koncom jedného z prvkov, natáčavo uložený v konkávnej miske tvorenej koncom susedného prvku. Polomer zakrivenia každého guľového kĺbu má veľkosť polovice priemeru príslušných rúrkových prvkov. Konvexné guľové čapy (70, 70a) guľových kĺbov obsahujú ochranné puzdro zo žiaruvzdornej ocele, ktoré je pretiahnuté okolo konvexnej časti guľového čapu až po priemer jeho základne. Konvexný guľový čap guľového kĺbu sa zhotoví pretvorením konca rúrkového prvku (82) zo žiaruvzdornej ocele do tvaru konvexnej kupoly so stredovým otvorom (90) vytvorením klinovitých výrezov (86) v konci rúrkového prvku (82) a vytvorením jazýčkov (88) po jeho obvode. Jazýčky (88) sa ohnú smerom na pozdĺžnu os rúrkového prvku (82) a navzájom sa privaria k sebe. Vytvarované puzdro sa položí na nosnú podložku (108) a do jeho vnútrajška sa súosovo umiestni valcové jadro (110) a medzi valcové jadro (110) a puzdro (72) sa odleje žiaruvzdorný materiál.ŕ

Description

Vynález sa týka zariadenia na vháňanie predhriateho vzduchu do šachtovej pece, ktoré pozostáva z niekoľkých valcových prvkov s vonkajším oceľovým plášťom a s vnútorným žiaruvzdorným obložením, a ktoré obsahuje aspoň jeden stredný rúrkový prvok, pripojený na jednej strane prvým guľovým kĺbom a prvým vyrovnávacím prvkom k hornému hrdlu, tvoriacemu súčasť okružného vetrovodu, na dodávku predhriateho vzduchu, obklopojúceho pec a na druhej strane druhým guľovým kĺbom a druhým vyrovnávacím prvkom k spodnému hrdlu, ktoré je predĺžené kolenom a píšťalou kĺbovo upevnenou na výfučňu, pripevnenú na stenu pece a kde v tomto zariadení obsahujú guľové kĺby konvexný guľový čap, tvarovaný podľa okraja jedného z prvkov a s možnosťou otáčania v konkávnej miske, tvarovanej podľa okraja susedného prvku a mäkkou žiaruvzdornou medzivrstvou, uloženou medzi nimi.

Doterajší stav techniky

Tieto zariadenia všeobecne známe pod menom „dúchacia sústava“ sú vystavené problémom pohyblivosti a utesnenia. Skutočne, následkom vysokej teploty predhriateho vzduchu /teplota rádovo 1200° C alebo vyššia) a vysokej teploty prevládajúcej vnútri pece, sú stena pece a tiež okružný vetrovod a dúchacia súprava vystavené tepelným dilatáciám a deformáciám, spôsobujúcim nezanedbateľné vzájomné posunutie okružného vetrovodu a steny pece.

Dúchacia súprava musí byť teda schopná kompenzovať tieto vzájomné posunutia a tiež zamedziť unikaniu plynu a predhriateho vzduchu. Na splnenie tejto požiadavky je v patentovom spise US 3 766 868 navrhnutá dúchacia sústava typu opísaného v úvodnej časti. Táto dúchacia sústava bola neskoršie vylepšená konštrukciou univerzálneho guľového kĺbu, opísaného v nemeckom spise DE C2 2218331. Tri kĺby tejto dúchacej sústavy umožňujú kompenzovanie všetkých vzájomných posunov medzi okružným vetrovodom a stenou pece.

Utesnenie v oblasti kĺbov je dosiahnuté vyrovnávacími spojkami, zatiaľ čo mechanická stabilita je dosiahnutá pomocou kardanového kĺbu, spojeného v oblasti dvoch univerzálnych kĺbov s dvomi opačnými koncami stredového rúrkového prvku. Najnamáhavejšie a najkritickejšie miesto je vždy v oblasti kĺbov. Pohyblivosť guľového čapu vzhľadom na jeho misku má často za následok nevratné deformácie mäkkých tesnení a trenie medzi žiaruvzdorným obložením. Ďalej vzhľadom na ťažkosti pri opracovaní žiaruvzdornej ocele nie je možné predĺžiť vonkajší oceľový plášť, tvoriaci obal guľového čapu, až po jeho vrchol. Z tohto dôvodu sa často zistia mikrotrhlinky v žiaruvzdornom materiáli na vrchole čapu spôsobujúce rušivú cirkuláciu a vírenie. K týmto kvalitatívnym kritériám spoľahlivej dúchacej sústavy sa pripája problém výrobnej ceny schopnej konkurencie, možnosti ľahkej a rýchlej demontáže, možnosti ľahkej obnovy žiaruvzdorného materiálu v prípade potreby atd’. Je zrejmé, že všetky tieto kritériá sú často vo vzájomnom rozpore a nútia tak konštruktéra na zvolenie rozumného kompromisu.

Cieľom tohto vynálezu je vytvoriť nové zariadenie typu opísaného v úvodnej časti opisu, ktoré je odolnejšie proti opotrebeniu v oblasti kĺbov, ktoré sa zásluhou svojich početných variantov riešenia dokonale prispôsobí požiadavkám užívateľa a súčasne umožňuje rozumnú výrobnú cenu.

Podstata vynálezu

Na dosiahnutie tohto cieľaje podstatou navrhnutého zariadenie podľa vynálezu, že polomer zakrivenia každého guľového kĺbu tvorí rádovo polovicu priemeru príslušných prvkov a konvexné guľové čapy guľových kĺbov obsahujú ochranné puzdro zo žiaruvzdornej ocele, ktoré je predĺžené až po priemer základne guľového čapu. Zmenšenie polomeru zakrivenia guľových kĺbov umožňuje lepšie vedenie guľových čapov v ich miskách a súčasne znižuje nebezpečie nárazov a opotrebenia mäkkých tesnení a súčasne umožňuje zachovať rovnakú šírku kĺbu. Zmenšenie polomeru zakrivenia guľových kĺbov a skutočnosť, že vonkajší kovový plášť, ktorý v tomto mieste tvorí puzdro guľového čapu a ktorý je predĺžený až na úroveň jeho základne, umožňuje zachovanie rovnakej šírky kĺbovej medzery počas naklápania.

Podľa prvého príkladu uskutočnenia dúchacej sústavy sú guľové čapy tvarované z dolných okrajov horného hrdla a stredného rúrkového prvku. Guľový čap zo stredného rúrkového prvku môže tvoriť buď súčasť tohto prvku alebo môže byť od neho oddelený priečnym rozrezaním vyplneným prstencovitým tesnením.

Plášť stredného rúrkového prvku a plášť spodného hrdla môžu byť prepojené priamo vyrovnávacou spojkou alebo pomocou príruby, alebo odstrániteľného zvaru. Miska spodného kĺbu môže byť vytvorená v žiaruvzdornom obložení odliatom vo valcovom oceľovom žiaruvzdornom puzdre umiestnenom sústredne vnútri plášťa spodného hrdla. Mäkké žiaruvzdorné tesnenie môže byť pripojené čiastočne na plášť a čiastočne na okraj misky. Môže byť taktiež pripojené čiastočne k vnútornému sedlu valcového puzdra a čiastočne k žiaruvzdornému obloženiu. Podľa jedného variantu môže byť taktiež pripojené čiastočne k žiaruvzdornému obloženiu a čiastočne k sedlu vymedzenému hornou časťou puzdra a prstencom privareným k vnútrajšku plášťa.

Podľa druhého príkladu uskutočnenia sú vytvorené na dvoch vzájomne opačných koncoch stredného rúrkového prvku misky dvoch guľových kĺbov, zatiaľ čo na hornom a spodnom hrdle sú vytvorené konvexné guľové čapy.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie vysvetlený pomocou podrobného opisu a priložených výkresov, kde na obr. 1 je znázornený zvislý rez bežnou dúchacou súpravou podľa amerického patentu US 3,766,867, na obr. la je znázornené alternatívne uskutočnenie spodného kĺbu dúchacej súpravy podľa obr. 1, na obr. 2 sú schematicky znázornené podrobnosti kĺbu dúchacej súpravy známej z nemeckého patentu DE-C-2 218 331, na obr. 3 a 3a sú vedľa seba umiestnené dva osové rezy dvoma uskutočneniami guľového kĺbu podľa vynálezu, na obr. 4 je schematicky znázornený spôsob vytvárania puzdra zo žiaruvzdornej ocele pre guľový čap guľového kĺbu, podľa vynálezu, na obr. 5 je znázornený zvislý osový rez prvým uskutočnením dúchacej súpravy podľa vynálezu, na obr. 5a je schematicky znázornené alternatívne uskutočnenie spodného kĺbu dúchacej súpravy podľa obr. 5, na obr. 6a, 6b a 6c sú schematicky znázornené rôzne fázy výroby žiaruvzdorného obloženia prvkov dúchacej súpravy podľa obr. 5, na obr. 7, ktorý je analógiou obr. 5, je znázornený príklad druhého uskutočnenia dúchacej sústavy podľa vynálezu, na obr. 8, 9 a 9a sú znázornené alternatívne uskutočnenia spodného kĺbu dúchacej súpravy podľa obr. 7, na obr. 10a, 10b a 10c sú schematicky znázornené rôzne fázy výroby žiaruvzdorného obloženia prvkov dúchacej súpravy

SK 281280 Β6 podľa obr. 7, na obr. 11 je schematicky znázornený príklad tretieho uskutočnenia dúchacej súpravy podľa vynálezu, na obr. 12a, 12b a 12c sú schematicky znázornené rôzne fázy výroby žiaruvzdorného obloženia dúchacej súpravy podľa obr. 11, na obr. 13 je schematicky znázornený príklad štvrtého uskutočnenia dúchacej súpravy podľa vynálezu a na obr. 13a, 13b a 13c sú schematicky znázornené rôzne fázy výroby žiaruvzdorného obloženia dúchacej súpravy podľa obr. 13.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornené známe uskutočnenie dúchacej súpravy 20, ktorá spája okružný vetrovod 22 usporiadaný okolo šachtovej pece, so stenou 24 tejto pece. Dúchacia súprava 20 obsahuje šikmú priamočiaru sekciu tvorenú stredným rúrkovým prvkom 26 kĺbovo pripojeným svojím horným koncom na horné hrdlo 28 upevnené na koncovku okružného vetrovodu 22 a svojím spodným koncom na spodné hrdlo 30, ktoré je prírubou spojené s kolenom 32. Koleno 32 je predĺžené píšťalou 34, ktorej koniec je kĺbovo pripojený k výfučni 36, upevnenej v stene 24 pece. Horný kĺb 38 a spodný kĺb 40 medzi stredným rúrkovým prvkom 26 a horným a spodným hrdlom 28 a 30 sú univerzálne kĺby umožňujúce vzájomné pohyby medzi okružným vetrovodom 22 a stenou 24 pece. Utesnenie v oblasti horného a spodného kĺbu 38 a 40 je zaistené hornou a spodnou vlnovcovou vyrovnávacou spojkou 44 a 46, ktoré sú upevnené na stredný rúrkový prvok 26 a na priľahlé horné, respektívne spodné hrdlo 28, 30. Mechanická stabilita je zaistená horným a spodným kardanovým kĺbom 48 a 50 spájajúcimi taktiež stredný rúrkový prvok 26 s priľahlým horným a spodným hrdlom 28 a 30. Všetky prvky dúchacej súpravy sú tvorené vonkajším oceľovým plášťom 52 opatreným vnútorným žiaruvzdorným obložením 54, ktorým prechádza privádzací kanál 56 na prechod predhriateho vzduchu. Každý z týchto dvoch kĺbov 38 a 40 je tvorený konvexnou časťou, ktorá je ďalej označovaná ako guľový čap a konkávnou časťou, ktorá je ďalej označovaná ako miska. V hornom kĺbe 38 tvorí guľový čap časť horného hrdla 28 a zasahuje do misky tvorenej horným koncom stredného rúrkového prvku 26. Spodný koniec stredného rúrkového prvku 26 tvorí guľový čap spodného kĺbu 40 a zasahuje do misky tvorenej hornou časťou spodného hrdla 30. V uskutočnení na obr. 1 je guľový čap spodného kĺbu 40 súčasťou stredného rúrkového prvku 26, to znamená, že jeho vnútorné žiaruvzdorné obloženie 54 pokračuje bez prerušenia od horného konca stredného rúrkového prvku 26 až k vrcholu guľového čapu. Toto usporiadanie stredného rúrkového prvku 26 uľahčuje jeho výrobu v porovnaní s alternatívnym uskutočnením znázorneným na obr. la, kde je guľový čap oddelený od zvyškovej časti stredného rúrkového prvku 26 a je k nemu pripevnený v oblasti príruby vytvorenej na pripevnenie kardanového kĺbu 50a. Toto alternatívne uskutočnenie znázornené na obr. la má naopak výhodu, ktorá umožňuje oddelenú demontáž spodnej časti vytvorenej spodným hrdlom 30 a kĺbom 40a, alebo hornou časťou vytvorenou zvyškovou časťou stredného rúrkového prvku 26 a horným kĺbom 38 s horným hrdlom 28. Je nutné zdôrazniť, že horný kĺb 38 musí byť nutne usporiadaný podľa obr. la, aby bolo možné odpojiť dúchaciu súpravu od okružného vetrovodu 22.

Na obr. 2 je znázornený príklad známeho uskutočnenia kĺbu navrhnutého v nemeckom spise DE-C-2 218 331. Tento príklad uskutočnenia sa podstatne odlišuje od uskutočnenia na obr. 1 v tom, že kĺby sú guľové, ako je znázor nené na spojení medzi guľovým čapom 58 a miskou spodného hrdla 30. V tomto príklade uskutočnenia je guľový čap 58 taktiež oddelený od stredného rúrkového prvku podľa obr. la. Taktiež je však možné uskutočnenie podľa obr. 1. Ďalší rozdiel je v porovnaní s uskutočnením podľa obr. 1 v usporiadaní mäkkých tesnení v oblasti kĺbov. Prvé tesnenie vo forme tesniaceho krúžku 62, napríklad z keramických vlákien, je zabudované do žiaruvzdorného obloženia misky 60 a uzatvára priechod medzi miskou 60 a vrcholom guľového čapu 58. Ďalšie mäkké tesnenie 64, taktiež z keramických vlákien, je usporiadané v prstencovom priestore medzi spodným koncom kovového puzdra 68 guľového čapu 58 a valcovou koncovkou vyrovnávacej spojky 44. Toto druhé tesnenie 64 je zaklinené medzi okrajom misky 60 a obvodovým nákružkom 66 privareným na kovové puzdro 68. Účelom týchto tesnení 62 a 64 je v podstate zamedziť alebo znížiť prenikanie horúceho vzduchu dovnútra vyrovnávacej spojky 44, aby jej bola poskytnutá lepšia ochrana pred vysokými teplotami. Keď je guľový čap 58 vystavený axiálnemu posunu proti hrdlu 30, môže spodný okraj kovového puzdra 68 na jednej strane spôsobiť rozdrvenie druhého tesnenia 64, zatiaľ čo na druhej strane má obvodový nákružok 66 tendenciu stláčať toto druhé tesnenie 64 v axiálnom smere. Vzhľadom na to, že tieto tesnenia 62, 64 nie sú pružné, vzniká tu nebezpečie, že tieto posuny spôsobia nevratné deformácie a tak znížia ich účinnosť. Zariadenie podľa obr. 2 predstavuje ďalší nedostatok v tom, že kovové puzdro 68 dosahuje iba na koniec valcovej časti guľového čapu 58. Vrchol guľového čapu 58 zo žiaruvzdorného materiálu je preto rýchlo zaplnený mikratrhlinkami, ktoré sú príčinou rýchleho opotrebenia a prasknutia vrcholu guľového čapu 58. Nedostatok žiaruvzdornej, podpery na vrchole guľového čapu 58 vyžaduje, okrem toho, pomerne veľký polomer R zakrivenia pre zabránenie prílišnému zúženiu tohto konvexného vrcholu, ktorý nie j?, chránený kovovým puzdrom 68. A to je zase spôsobené ostrou hranou medzi valcovou a konvexnou časťou guľového čapu 58, kde vzniká nebezpečie rozdrvenia druhého tesnenia 64 pri uhlovom naklopení guľového čapu 58.

Na obr. 3 a 3a je znázornená vždy polovica kĺbu podľa vynálezu, s podrobným vyobrazením, pre znázornenie celého kĺbu, ktorého ľavá časť predstavuje alternatívne uskutočnenie s guľovým čapom oddeleným od stredného prvku a ktorého pravá časť je uskutočnenie, kde guľový čap je súčasťou stredného prvku. Na obr. 3 a 3a je znázornené, že guľový čap 70, 70a je úplne obalený puzdrom 72, 72a zo žiaruvzdornej ocele, ktoré je pretiahnuté až po spodok guľového čapu okolo jeho konvexnej časti. Výroba takéhoto kovového žiaruvzdorného puzdra 72, 72a z jedného kusa s konvexnou časťou je umožnená spôsobom podľa vynálezu vysvetleným podrobnejšie v ďalšej časti opisu. Pri porovnaní so stavom techniky podľa obr. 2 má guľový čap podľa vynálezu menši polomer zakrivenia, rádovo o veľkosti polovice priemeru príslušných prvkov dúchacej súpravy 20, čo zlepšuje jeho pohyblivosť. Medzi guľovým čapom 70 a 70a a žiaruvzdorným obložením hrdla 76 je umiestnené tesnenie 74, napríklad z keramických vlákien. Toto tesnenie môže byť napríklad nalepené na vonkajšom plášti hrdla 76, medzi dvoma prídržnými krúžkami 78, 80. Tesnenie 74 dokonale kopíruje tvar vrcholu guľového čapu 70, 70a a pokračuje cez väčšiu časť jeho konvexnej časti. Ak je dúchacia súprava 20 konštruovaná na prispôsobenie sa maximálnemu vybočeniu 7°, môže sa guľový čap 70, 70a naklopiť o 3,5° na každú stranu od neutrálnej polohy, čo je na obr. 3 a 3a znázornené uhlami a a β. Počas tohto maximálneho naklápania tvorí tesnenie 74 vždy hrubú tesniacu podušku bez toho, aby bolo stláčané guľovým čapom

70, 70a vďaka skutočnosti, že šírka medzery zostáva stála počas vzájomného naklápania.

Pomocou obr. 4 bude ďalej opísaný spôsob vyhotovenia puzdra guľového čapu zo žiaruvzdornej ocele, podľa vynálezu. Na tento účel sa použije valcová rúrka 82 zo žiaruvzdornej ocele, opatrená v prípade podľa obr. 3 malou obvodovou prírubou 84. Na opačnej strane, ako je obvodová príruba 84, sa po celom obvode vytvoria v pravidelných rozstupoch výrezy 86 sledujúce tvoriace čiary a s hĺbkou zodpovedajúcou dĺžke konvexnej časti guľového čapu. Tieto výrezy 86 tak vymedzujú medzi sebou rovnaké jazýčky 88. Tieto jazýčky 88 sa potom ohnú smerom k osi valcovej rúrky 82 tak, až sú výrezy 86 úplne uzatvorené na vymedzenie guľovej kupoly so stredným otvorom 90 vytvoreným čelnými fazetkami 92 jazýčkov 88 umiestnených vedľa seba. Toto ohnutie jazýčkov 88 sa môže vykonať v lisovacej forme s guľovým dnom. Kovové puzdro 72 sa potom dokončí zvarením jednotlivých jazýčkov 88 navzájom po celej dĺžke výrezov.

Na obr. 5 je znázornený prvý príklad uskutočnenia šikmej časti dúchacej súpravy s dvoma rovnakými guľovými kĺbmi 94 a 96 obsahujúcimi guľové čapy zakryté kovovými puzdrami zo žiaruvzdornej ocele uskutočnené podľa spôsobu opísaného podľa obr. 4. Na obr. 5 a taktiež na ďalších obrázkoch nie sú uvedené, z dôvodov jednoduchosti, prostriedky na mechanickú stabilizáciu guľových kĺbov 94 a 96. Tieto prostriedky, aj keď sú uvedené v praxi, môžu byť prostriedkami samy osebe známe, ako sú kardanové kĺby alebo ťahadlá obsiahnuté v spise EP-Al-0363576.

Na obr. 5a je znázornené už uvedené alternatívne uskutočnenie, podľa ktorého je guľový čap spodného kĺbu 96a oddelený od stredného rúrkového prvku 98a.V obidvoch príkladoch uskutočnenia podľa obr. 5 a 5a je tesniace spojenie medzi stredným rúrkovým prvkom 98 a spodným hrdlom 100 uskutočnené pomocou príruby 102 na hornom konci puzdra guľového čapu. Stredný rúrkový prvok 98 taktiež obsahuje homú prírubu 104 z druhej strany vyrovnávacej spojky horného guľového kĺbu 94 na pripevnenie na koncovku okružného vetrovodu, ktorý nie je uvedený. V príklade uskutočnenia podľa obr. 5 sú príruby 102 a 104 nutné na umožnenie oddelenej výroby uvedených troch prvkov, totiž stredného prvku 98, spodného hrdla 100 a horného hrdla 106, ktoré je jednoducho vytvorené guľovým čapom horného guľového kĺbu 94. Teraz bude výroba znázornená na obr. 6a, 6b a 6c.

Na obr. 6a je znázornená výroba žiaruvzdorného obloženia horného guľového čapu 106. S týmto cieľom sa kovové puzdro 72, vyrobené spôsobom opísaným podľa obr. 4, obráti na nosnú podložku 108, napríklad drevenú, so stredovým otvorom 90 výhodne smerom nadol. Potom sa do kovového puzdra 72 zavedie valcové jadro 110, zhotovené napríklad z penového plastu a pevne sa polohuje, napríklad pomocou kolíka 112 pripevneného k nosnej podložke 108 a prechádzajúcim axiálnym kanálikom valcového jadra 110. Potom zostáva naliať žiaruvzdorný materiál 114 do prstencového priestoru vymedzeného valcovým jadrom 110 a kovovým puzdrom 72, ktoré sa používa ako lejacia forma.

Na obr. 6b je znázornená výroba stredného prvku 98. S týmto cieľom sa celá zostava, vytvorená plášťom 116 stredného prvku s puzdrom spodného čapu a hornou vyrovnávacou spojkou, obráti prírubou 104 nadol na nosnú podložku 118, kde prstenec 120 vymedzujúci uloženie horného guľového kĺbu 94 uzatvára obvodovú medzeru okolo nosnej podložky 118.

Horný profil nosnej podložky 118 tvorí komplementárny tvar k tvaru misky horného guľového kĺbu 94. Potom sa na nosnú podložku 118 osovo umiestni valcové jadro 122 vyrobené z penového plastu a polohované kolíkom 124. Potom stačí vyplniť prstencový priestor okolo valcového jadra 122 žiaruvzdorným materiálom.

Na obr. 6c je znázornená výroba spodného hrdla. Ako na obr. 6b, kovový plášť 126 tohto hrdla, obsahujúci vyrovnávaciu spojku spodného guľového kĺbu, sa obráti hornou prírubou nadol na nosnú podložku 128 zhodnú s podložkou 118 použitou v predchádzajúcom prípade. Potom sa na nosnú podložku 128 osovo umiestni jadro 130 vyrobené z penového plastu, ktorého vonkajší tvar zodpovedá vnútornému kanálu hrdla 100 a vyplní sa priestor okolo jadra 130 žiaruvzdorným materiálom. Je potrebné poznamenať, že tieto 3 jadrá 110,122 a 130 z plastu môžu byť ponechané na mieste pri montáži dúchacej súpravy 20, pretože sa automaticky spotrebujú pri uvedení dúchacej súpravy do prevádzky.

Na obr. 7 je znázornený príklad druhého uskutočnenia dúchacej súpravy 20 so stredným prvkom 132, spodným hrdlom 134 a horným guľovým čapom 136. Ale na rozdiel od príkladu uskutočnenia podľa obr. 5, kovový plášť stredného prvku 132 je spojený pomocou vyrovnávacej spojky spodného kĺbu s plášťom spodného hrdla 134. Zmizla teda príruba 102 z príkladu uskutočnenia podľa obr. 5, čo umožňuje zníženie výrobnej ceny dúchacej súpravy. Pretože však spodné hrdlo 134 nie je oddeliteľné od stredného prvku 132, nie je možný spôsob výroby znázornený na obr. 6c a musí sa preto použiť iný spôsob na odliatie misky spodného kĺbu. S týmto cieľom sa v znázornenom príklade odlieva žiaruvzdorné obloženie spodného hrdla 134 v dvoch postupných operáciách, čo je znázornené prerušením 138. To sa taktiež odráža na konštrukcii spodného kĺbu, hlavne misky spodného hrdla 134 a na obr. 8 a 9 je znázornených niekoľko príkladov uskutočnenia.

Na obr. 8 sú znázornené podrobnosti guľového kĺbu 140 medzi stredným prvkom 132 a spodným hrdom 134. Guľový čap 140 je totožný s predchádzajúcim príkladom uskutočnenia, t. j. s kovovým žiaruvzdorným puzdrom vytvoreným podľa obr. 4. Naproti tomu miska 144 guľového kĺbu 140 vytvorená hornou časťou žiaruvzdorného obloženia spodného hrdla 134 je upravená. Ako je skutočne znázornené na obr. 8, žiaruvzdorné obloženie tvoriace misku 144 je odliate vnútri valcového puzdra 146 zo žiaruvzdornej ocele a je usporiadané sústredne s vnútrajškom kovového plášťa spodného hrdla 134. Puzdro 146 môže byť polohované pomocou dvoch krúžkov 148 a 150 upevnených na vnútornej stene kovového plášťa a na vonkajšej stene puzdra 146. Tepelná izolácia je zaistená tuhým tesnením 152 z keramických vlákien prilepeným na vnútorný povrch kovového plášťa spodného hrdla 134 a presahujúcim až ku spodnej časti medzi guľový čap 142 a misku 144. Dve prstencové opierky 154 a 156 privarené na plášť zaisťujú pridržiavanie tejto medzivrstvy.

V alternatívnom uskutočnení, podľa obr. 9, je miska 144 taktiež usporiadaná vnútri puzdra 158 zo žiaruvzdornej ocele, ktoré pri porovnaní s príkladom uskutočnenia podľa obr. 8 je dlhšie ako puzdro 146. Časť puzdra 158, ktorá presahuje žiaruvzdorné obloženie, je v skutočnosti určená ako uloženie pre tesnenie 160 z keramických vlákien. Príklad uskutočnenia podľa obr. 9 predstavuje pri porovnaní s uskutočnením podľa obr. 8 výhodu, pretože tesnenie 160 sa môže nainštalovať pred montážou dúchacej súpravy 20 a môže byť zavedené spoločne s miskou 144. Naopak uskutočnenie podľa obr. 8 predstavuje pri porovnaní s uskutoč nením podľa obr. 9 výhodu lepšej tepelnej izolácie, pretože tesnenie 152 je tuhšie ako tesnenie 160.

Obr. 9a predstavuje kompromis medzi uskutočnením podľa obr. 8 a 9 v tom, že kovové puzdro 162 slúži taktiež na uloženie tesnenia 164, ale v spojení s prstencovým krúžkom 166 privareným na vnútorný povrch kovového plášťa. Tesnenie 164 sa môže taktiež nainštalovať na misku pred montážou dúchacej súpravy 20, ako v prípade podľa obr. 9, ale na rozdiel od tohto uskutočnenia tvorí prstencový krúžok 166 tepelný mostík podporujúci ochladzovanie tesnenia 164 smerom k vonkajšiemu plášťu.

Podľa obr. 10a, 10b a 10c budú opísané výrobné fázy rôznych prvkov dúchacej súpravy podľa obr. 7, ako sa vykonávali predtým podľa obr. 5 vo vzťahu k obr. 6a až 6c. Ako príklad sa bude týkať uskutočnenie podľa obr. 9.

Obr. 10a znázorňuje odlievanie žiaruvzdorného obloženia v puzdre podľa obr. 4 na vytvorenie horného guľového čapu 136. Táto fáza je totožná s fázou opísanou podľa obr. 6a a nevyžaduje ďalšie vysvetlenie.

Na obr. 10b je však znázornená prostredná výrobná fáza, ktorá prestavuje oddelené odlievanie misky 144 spodného kĺbu 140. Najskôr sa umiestni kovové puzdro 158 na drevenú odlievaciu formu 168 s uložením pre spojovaciu medzivrstvu 160 (obr. 9) smerom nadol. Profil horného čela odlievacej formy 168 je komplementárny k profilu žiaruvzdorného obloženia misky 144. Potom sa umiestni osovo dovnútra puzdra 158 na nosnú podložku 168 jadro 169 z penového plastu zodpovedajúce otvoru misky 144 a odleje sa žiaruvzdorný materiál medzi toto jadro 169 a puzdro 158. Po odliati a po odstránení odlievacej formy 168 sa môže potom pripevniť, napríklad prilepiť tesnenie 160 do svojho uloženia vnútri kovového puzdra 158.

Pre odlievanie stredného prvku 122 sa obráti kovový plášť, ktorý je pripevnený k plášťu spodného hrdla 134 vyrovnávacou spojkou, na svoju hornú prírubu. Vlastné odlievanie žiaruvzdorného obloženia stredného prvku 112 je totožné s odlievaním opísaným podľa obr. 6b a využíva tie isté odlievacie formy a valcové jadrá. Keď je odlievanie skončené, vloží sa miska 144, odliata podľa obr. 10b a po umiestnení tesnenia, do kovového plášťa spodného hrdla 134 sa umiestni na guľový čap 142, kde je držaná pomocou krúžkov 148 a 150. Keď je miska 144 uložená, umiestni sa na túto misku 144 neuvedené jadro, vymedzujúce kanál spodného hrdla 134, dokončí sa odlievanie spodného hrdla 134 tak, že sa výplni prstencový priestor medzi jadrom a kovovým plášťom spodného hrdla 134 žiaruvzdorným materiálom.

Na obr. 11 je znázornený príklad tretieho uskutočnenia analogického k uskutočneniu podľa obr. 7 a obsahujúce stredný prvok spojený pomocou horného guľového kĺbu 176 s guľovým čapom 172 a pomocou spodného guľového kĺbu 178 s guľovým čapom 174.

Spodný guľový čap 174 a spodný guľový kĺb 178 sú totožné s príkladom uskutočnenia podľa obr. 5 a z tohto dôvodu nevyžadujú ďalší opis. Stredný prvok 170, sám osebe, je analogický s príkladom uskutočnenia podľa obr. 7 v tom, že nemá prírubu pre spojenie s hrdlom 174. Na vyriešenie problému výroby a montáže tohto príkladu uskutočnenia, vysvetleného podľa obr. 7, je v príklade uskutočnenia podľa obr. 11 vytvorené rozoberateľné spojenie medzi plášťom stredného prvku 170 a plášťom hrdla 174. Ako je znázornené na obr. 11, horná koncovka 180 vyrovnávacej spojky 182 je privarená na kovový plášť stredného prvku 170 v oblasti kovového osadenia 184, na ktorý je tiež privarené puzdro čapu guľového kĺbu 178. Pevnosť zvaru koncovky 180 na osadení 184 musí byť kompromisom medzi nutnosťou umožniť odstránenie zvaru v prípade de montáže na jednej strane a nutnosťou zaistiť utesnenie a udržanie vnútorného tlaku na druhej strane. Príklad uskutočnenia podľa obr. 11 prináša výhodu rovnakej jednoduchosti výroby ako v príklade uskutočnenia podľa obr. 5, t. j., že sa nemusí odlievať obloženie spodného hrdla na dve operácie a výhodu príkladu uskutočnenia podľa obr. 7, úsporu spojovacej príruby medzi stredným prvkom a spodným hrdlom. Naopak príklad uskutočnenia podľa obr. 11 vyžaduje zvar, ktorý musí udržať vnútorný tlak.

Rozdielne fázy odlievania podľa príkladu uskutočnenia podľa obr. 11 znázornené na obr. 12a, 12b a 12c presne zodpovedajú fázam opísaným podľa obr. 6a, 6b a 6c a nevyžadujú teda ďalšie vysvetlenie, pretože sa môžu použiť rovnaké odlievacie formy. Jediný rozdiel zostáva v tom, že na koncovke 180 vyrovnávacej spojky 182 a na strednom prvku 170 nie je príruba, ktorá je však nahradená osadením 184. Po odliatí všetkých troch prvkov 170,172 a 174 podľa obr. 12a, 12b a 12c sa umiestni tesnenie spodného kĺbu 178 tak, že sa nalepí do svojho uloženia vytvoreného na vnútornom povrchu kovového plášťa hrdla 174, nad vyrovnávaciu spojku 182. Potom sa navlečie hrdlo 174 na guľový čap stredného prvku 170 a vykoná sa obvodové zvarenie medzi koncovkou 180 a osadením 184.

Podľa obr. 13 bude opísaný príklad štvrtého uskutočnenia, ktoré združuje všetky výhody prvých troch príkladov uskutočnenia. Tento príklad uskutočnenia podľa obr. 13 taktiež obsahuje stredný rúrkový prvok 200 spojený pomocou horného guľového kĺbu s guľovým čapom 202 a pomocou spodného guľového kĺbu 208 so spodným guľovým čapom 204. Ale na rozdiel od predchádzajúcich príkladov uskutočnenia sú obidve misky guľových kĺbov 206 a 208 vytvorené na opačných koncoch stredného prvku 200, guľový čap spodného guľového kĺbu 208 tvorí časť spodného hrdla 204. Horný a spodný guľový kĺb sú obrátené opačným smerom, ako je uvedené v spise EP-A1-0363576, čo dovoľuje taktiež využiť výhody opísané v tomto spise. Ako je potvrdené na obr. 13, tento príklad uskutočnenia umožňuje ušetriť prírubu stredného prvku 200 bez nutnosti odstrániteľného zvaru medzi jeho kovovým plášťom a plášťom spodného hrdla 204 a bez nutnosti odlievania obloženia spodného hrdla na dve operácie, ako je potvrdené v opise rôznych výrobných fáz, ktoré budú opísané podľa obr. 13a, 13b a 13c.

Vyhotovenie guľového čapu 202 znázorneného na obr. 13a je rovnaké s výrobou guľových čapov podľa predchádzajúcich príkladov uskutočnenia.

Obr. 13b znázorňuje výrobu stredného prvku 200. Kovový plášť stredného prvku 200, ktorý tvorí časť plášťa spodného hrdla 204, sa umiestni na drevenú odlievaciu formu, ktorá ho podopiera pomocou uloženia spojovacej medzivrstvy spodného kĺbu 208. Odlievacia forma 210 je podoprená podstavcom 212, ktorý je výhodne opatrený opierkou podopierajúcou kovový plášť spodného hrdla 204 pomocou vnútornej zarážky 216, ktorá bude neskôr slúžiť ako opora na pripevnenie puzdra guľového čapu. Profil horného čela odlievacej formy 210 je komplementárny k profilu misky spodného guľového kĺbu. Potom postačí axiálne umiestniť dovnútra kovového plášťa stredného prvku 200 a na odlievaciu formu 210 ďalšie jadro 218 z penového plastu zodpovedajúce vnútornému kanálu stredného prvku 200. Potom postačí vyplniť prstencový priestor medzi jadrom 218 a kovovým plášťom až do výšky uloženia spojovacej medzivrstvy horného guľového kĺbu 206. Profil misky 220 horného guľového kĺbu je vytvorený v žiaruvzdornom liatom materiáli odobratím odliateho materiálu pred jeho stvrdnutím, napríklad pomocou škrabky majúcej komplementárny profil k profilu misky 220. Konštrukcia vy hotovená podľa obr. 13b sa potom obráti a umiestni sa na podstavec 222, ktorý je výhodne tvorený odlievacou drevenou formou používanou na vytvarovanie misiek guľových kĺbov. Konštrukcia sa potom prenesie pomocou misky 220 na odlievaciu formu 222. Potom sa umiestni tesnenie 224 tak, že sa nalepí do svojho uloženia vytvoreného s týmto cieľom na vnútornom povrchu kovového plášťa stredného prvku 200. Na dno misky vopred vytvorenej odlievacou formou 210 podľa obr. 13b sa umiestni kotúč 226 z penového syntetického materiálu, ktorého hrúbka zodpovedá axiálnej šírke priečnej medzery guľového kĺbu 208 medzi jeho guľovým čapom a miskou. Potom sa zhora vloží puzdro 72 guľového čapu do kovového plášťa hrdla 204 tak, že sa uloží a privarí svojou obrubou 84 na vnútornú narážku 216 vytvorenú s týmto cieľom na vnútornom povrchu kovového plášťa. Potom sa axiálne umiestni na kotúč 226 jadro z penového syntetického materiálu, ktorého usporiadanie zodpovedá priechodnému kanálu hrdla 204. Potom postačí odliať do prstencového priestoru okolo tohto jadra žiaruvzdorný materiál s využitím puzdra 72 ako odlievacej formy. Po odstránení odlievacej formy 222 a taktiež kolíkov 228 a 330, ktoré slúžia na pridržiavanie vnútorných jadier pri odlievaní, sú stredný prvok 200 a hrdlo 204 pripravené na montáž; vnútorné jadrá a taktiež kotúč 226 môžu zoslať na mieste, pretože sa automaticky spotrebujú pri uvedení dúchacej súpravy do prevádzky.

Claims (12)

1. Zariadenie na vháňanie predhriateho vzduchu do šachtovej pece, vytvorenej z niekoľkých oddelených valcových prvkov, pozostávajúcich z vonkajšieho oceľového plášťa a vnútorného žiaruvzdorného obloženia a obsahujúcich aspoň jeden stredový rúrkový prvok spojený na jednej strane prvým guľovým kĺbom a prvým vyrovnávacím prvkom s horným hrdlom tvoriacim súčasť okružného vetrovodu na dodávanie predhriateho vzduchu, obklopujúceho pec a na opačnej strane druhým guľovým kĺbom a druhým vyrovnávacím prvkom so spodným hrdlom, ktoré je predĺžené kolenom a píšťalou, ktorá je kĺbovo spojená s výfučňou, upevneneou v stene pece a kde guľové kĺby obsahujú konvexný guľový čap, vytvorený jedným koncom jedného z prvkov a s možnosťou natáčania v konkávnej miske, vytvorenej koncom susedného prvku a vloženou mäkkou spojovacou medzivrstvou so žiaruvzdorného materiálu, vyznačujúce sa tým, že polomer zakrivenia každého guľového kĺbu má veľkosť polovice priemeru príslušných rúrkových prvkov a konvexné guľové čapy (70, 70a) guľových kĺbov obsahujú ochranné puzdro zo žiaruvzdornej ocele, ktoré je pretiahnuté okolo konvexnej časti guľového čapu až k priemeru jeho základne.

2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že guľové čapy (70, 70a) sú tvorené spodnými koncami horného hrdla (106, 136, 172) a stredným rúrkovým prvkom (98,132,170).

3. Zariadenie podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že guľový čap (70a) stredového rúrkového prvku (98) tvorí jeho neoddeliteľnú súčasť.

4. Zariadenie podľa nároku la 2, vyznačujúce sa tým, že guľový čap (70) stredného guľového prvku (98a) je od neho oddelený priečnym spojom, vyplneným prstencovým tesnením.

5. Zariadenie podľa nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že kovový plášť stredného rúrkového prvku (98) je spojený s plášťom spodného hrdla (100) vyrovnávacím prvkom a prírubou (102).

6. Zariadenie podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že kovový plášť stredného rúrkového prvku (132) a plášť spodného hrdla (134) sú navzájom spojené priamo pomocou vyrovnávacieho prvku.

7. Zariadenie podľa nároku 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že kovový plášť stredného rúrkového prvku (170) a plášť spodného hrdla (174) sú spojené navzájom odstrániteľným zvarom medzi koncovkou vyrovnávacieho prvku (180) a obvodovým osadením (184).

8. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa t ý m , že miska (144) spodného guľového kĺbu (140) je vytvorená v liatom žiaruvzdornom obložení valcového puzdra (146, 158, 162) zo žiaruvzdornej ocele súosovo umiestneného vnútri kovového plášťa spodného hrdla (134).

9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa t ý m , že spojovacia medzivrstva (152) zo žiaruvzdorného materiálu je pripevnená čiastočne na kovový plášť spodného hrdla (134) a čiastočne na okraj misky (144).

10. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa t ý m , že spojovacia medzivrstva (160) zo žiaruvzdorného materiálu je pripevnená čiastočne v spodnom uložení valcového puzdra (158) a čiastočne na žiaruvzdorné obloženie.

11. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa t ý m , že spojovacia medzivrstva (164) je pripevnená čiastočne na žiaruvzdorné obloženie a čiastočne na uloženie vymedzené hornou časťou puzdra (162) a prstencom (166), privareným dovnútra kovového plášťa spodného puzdra (134).

12. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa t ý m , že misky obidvoch guľových kĺbov (206, 208) sú vytvorené na opačných koncoch stredného rúrkového prvku (200), zatiaľ čo konvexné guľové čapy sú vytvorené na hornom hrdle (202) a na spodnom hrdle (204).

15 výkresov