UA120271C2 - Кільцевий ущільнювач для електродів електропечі - Google Patents

Кільцевий ущільнювач для електродів електропечі Download PDF

Info

Publication number
UA120271C2
UA120271C2 UAA201611887A UAA201611887A UA120271C2 UA 120271 C2 UA120271 C2 UA 120271C2 UA A201611887 A UAA201611887 A UA A201611887A UA A201611887 A UAA201611887 A UA A201611887A UA 120271 C2 UA120271 C2 UA 120271C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
electrode
sealing element
seal
edge
seal assembly
Prior art date
Application number
UAA201611887A
Other languages
English (en)
Inventor
Стефен Д. Хейлі
Стефен Д. Хэйли
Original Assignee
Хетч Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хетч Лтд. filed Critical Хетч Лтд.
Publication of UA120271C2 publication Critical patent/UA120271C2/uk

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • F27D11/10Disposition of electrodes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/021Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
    • F16J15/028Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing the packing being mechanically expanded against the sealing surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/064Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions
    • F16J15/065Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions fire resistant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0806Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment
    • F16J15/0812Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing characterised by material or surface treatment with a braided or knitted body
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F16J15/104Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • F16J15/20Packing materials therefor
    • F16J15/22Packing materials therefor shaped as strands, ropes, threads, ribbons, or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0073Seals
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/02Details
    • H05B7/12Arrangements for cooling, sealing or protecting electrodes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0073Seals
    • F27D2099/0081Joint

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Ущільнювальна система з високим ступенем гнучкості призначена для ущільнення високотемпературних пічних каналів, зокрема каналу для електроду електропечі. Ущільнювач включає кільцевий опорний елемент, прикріплений до гнучкого ущільнювального елемента, і використовує пружинне кільце для рівномірного прикладання необхідної величини стиснення. Розташування і гнучкість ущільнювального елемента дозволяє ущільнювачу пристосовуватися до широкої гами умов експлуатації, які зазвичай існують для ущільнювача електрода печі. Фрикційний знос ущільнювача може бути значно зменшений, оскільки конструкція за рахунок власних властивостей дозволяє прикладати значно менше стиснення до ущільнювача. Крім того, ущільнювач здатний переміщуватися по вертикалі, що може значно зменшити знос, викликаний регулюванням електрода.

Description

Перехресне посилання на споріднену заявку.
ІО00О1) Дана заявка претендує на пріоритет і перевагу попередньої патентної заявки США Мо 61/985,026, поданої 28 квітня 2014 року, вміст якої включено в даний документ шляхом посилання.
Область техніки.
І0002| Предмет даного винаходу стосується ущільнювачів для електродів, які використовуються для ущільнення каналу під електрод в електропечі, і більш конкретно до ущільнювача для електрода, що має гнучке розташування ущільнення, яке здатне слідувати вертикальному переміщенню електроду, при цьому витримуючи агресивне робоче середовище печі.
Передумови для створення винаходу. 0003) Електропечі зазвичай використовують у виробництві металів для операцій виплавки.
Типова електропіч має кожух, облицьований вогнетривким матеріалом, здатний витримувати високі температури, при яких шихта плавиться одним або декількома циліндричними електродами, які пропущені в вертикальному напрямку через круглі канали в склепінні до глибини, що підходить для плавки. Після того, як електрод утворює електричну дугу з плавильної ванни, він рухається у вертикальному напрямку вгору і вниз в межах контрольованого діапазону, щоб регулювати потужність, що підводиться до печі. Підйом електрода призводить до підвищення опору і, тому, до підводу меншої потужності і зменшення генерації теплоти, а опускання електрода призводить до зменшення опору і, тому, до підводу більшої потужності і збільшення генерації теплоти. Під час плавки електрод зазвичай переміщується вгору і вниз в межах приблизно З0см щодо рівня ванни порядку приблизно 5000 разів на добу. Рівень ванни також може переміщуватися вгору і вниз в межах приблизно 50 см. 0004) Коли потужність, що підводиться до електрода, розплавляє шихту в печі, наконечники електродів поступово зношуються через окислення і ерозії. Тому для підтримки безперервної роботи печі електроди стабільно обновляють, зазвичай застосовуючи один з двох способів.
Один спосіб включає "попередньо спечені електроди", якими є готові секції з твердого вуглецю, які можуть бути угвинчені в існуючу колону при необхідності. Другий спосіб включає формування "електродів Содер-берга" на місці з використанням сталевих оболонок, що
Зо зношуються, які зазвичай зварюють між собою при необхідності і заповнюють вуглецевою пастою, яка плавиться і спікається в печі. Другий спосіб дозволяє використовувати набагато більші електроди, зазвичай до 2 м в діаметрі, коли це необхідно. 0005) Зазвичай в склепінні печі виконують канали значно більшого розміру, щоб дозволити пропустити через них і переміщувати кожух електрода, враховуючи відповідні допуски обладнання, об'єднані вертикальні та поперечні переміщення, вібрацію електрода, а також появу наростів, які зазвичай з'являються на зовнішньої поверхні електрода під час експлуатації.
Цей великий кільцевий зазор навколо електрода зазвичай призводить до витоку теплоти, газів і іншого пічного матеріалу.
ЇО006| Зазвичай кожен електрод постачають вузлом ущільнення, щоб обмежити дороговартісний вихід гарячих газів та пічного пилу. Крім того, ущільнювач забезпечує тепловий та фізичний бар'єр між внутрішнім простором печі і зовнішньою атмосферою. Пічні гази часто містять токсичні-ні пари металу, а також 502 і СО, які виключно токсичні і потенційно смертельні. Крім того, недосконалі ущільнення електродів можуть мати негативний вплив на
ККД печі і призводити до труднощів в збереженні атмосфери в печі, а також у виконанні вимог з охорони навколишнього середовища. Гази високої температури, які здатні проходити через канал для електрода, також можуть прискорювати знос електрода і каналу для електроду і можуть призводити до виникнення небезпечних і важких умов експлуатації.
ІЇ0007| Підтримка відповідного ущільнення електрода виявилося виключно важким завданням з різних причин. Безперервне вертикальне переміщення вгору і вниз електрода призводить до постійного тертя поверхні електрода об типові ущільнювачі, викликаючи серйозні проблеми зі зношеністю та збереженням ущільнення. Ущільнювач електрода також безпосередньо піддається впливу газу у вільному просторі печі, звичайно з температурою приблизно до 1500 "С, але може бути і вище в залежності від операції, а також змін тиску, що спричиняє великі перепади температур і значним обмеженням для матеріалу ущільнювача.
Також зазвичай, що електрод переміщається в радіальному напрямку від осі під час нормальної експлуатації, як за положенням, так і за відхиленням від вертикалі, через високі електромагнітні сили, упору в шар шихти і механічних допусків. Електроди Содерберга зокрема уразливі до нерівностей форми, таким як перевищений або знижений розмір кожуха, а також деформація кожуха, часто яка призводить до некруглості електрода. Додаткова складність виникає через бо зварювання секцій кожуха. Хоча існують спроби шліфувати зварені поверхні для видалення неточностей, зазвичай грубі шви ушкоджують ущільнювач електрода. Попередньо спечені електроди зазвичай більш рівномірні, проте стик між сусідніми секціями електрода часто зміщений від центру, що призводить до перепаду на поверхні сполучення двох сусідніх секцій.
Матеріал, що виходить із печі, зазвичай осідає на зовнішній поверхні електродів, коли їх вводять і видаляють через канал в склепінні під час нормальної експлуатації. Електроди
Содерберга мають додатковий ризик появи витоку вуглецевої маси з кожуха і її затвердіння на зовнішній поверхні до пропускання через ущільнювач електрода. Цей та інші нарости матеріалу часто призводять до постійного пошкодження ущільнювача електрода, коли його кілька разів пропускають через ущільнювач.
Опис рівня техніки. 0008) З рівня техніки відомі різні конструкції ущільнювачів електродів. Однак жодна з цих конструкцій, які відомі автору винаходу, не спроможна вирішити вищевказані труднощі задовільним чином.
І0009| Приймаючи до уваги агресивні умови, в яких повинні експлуатуватись ущільнювачі електродів, неможливо використовувати багато відомих схем ущільнень, такі як засновані на пружно деформуючих ущільнюючих елементах, виконані з еластомерних матеріалів, таких як каучук або силікон. Такі матеріали зазвичай обмежені температурами, набагато нижче температур, які зазвичай існують в середовищі печей. Крім того, ці типові схеми ущільнень зазвичай не враховують величину деформації, необхідну для сталої роботи в даному конкретному застосуванні.
ЇОО10| Деякі відомі ущільнювачі електродів не призначені для забезпечення газонепроникності, а скоріше спрямовані на зменшення площі зазору (054,295,001, 053,835,233 і Ш053,379,816) або створюють газову завісу для обмеження викидів (053,697,660). Деякі інші конструкції спрямовані на забезпечення газонепроникності за рахунок набивання з м'якого і теплостійкого матеріалу в кільцевому отворі; однак такий матеріал часто витягується з кільцевого простору при вертикальних переміщеннях електрода, що порушує ущільнення. 0011) Більш стійкі конструкції ущільнювачів часто дуже складні і можуть включати радіально стискуючий ущільнювальний елемент, який може вільно переміщуватися в поперечному напрямку, але обмежено в вертикальному напрямку. У таких системах до електрода часто
Зо застосовуються великі стискуючі сили, щоб деформувати ущільнювальний елемент по контуру поверхні електрода. Такі конструкції не переносять присутності наростів матеріалу на поверхні електрода і, тому, часто включають скребки для видалення наростів і запобігання їх попадання в ущільнювач (054,759,032, Ш053,683,095 і Ш5З3,601,416). Також, через великі стискуючі сили, неодноразового вертикального руху і нерідної ущільнюючої поверхні електрода такі ущільнювачі піддаються сильному зносу і можуть вимагати частого технічного обслуговування. 0012) В деяких відомих ущільнюючих електродах використані багаточисельні телескопічні секції щоб дозволити основному сальнику переміщуватися разом з електродом, значно зменшуючи знос, викликаний регулюванням електроду (54,377,289 і Ш54,306,726). Однак такі конструкції часто дуже дорогі, складні при огляді та технічному обслуговуванні і не можуть бути пристосовані для роботи з електродами, які мають суттєво різні діаметри. 0013) Тому залишається потреба в ущільнювачі для електрода, який допоможе уникнути використання складних механізмів, які швидко втрачають свої характеристики в агресивному середовищі печей, і який є компактним, ефективним, недорогим і дозволяє швидко здійснювати огляд і технічне обслуговування.
Мета розкриття винаходу.
І0014| Мета цього винаходу полягає в тому, щоб усунути потребу в пристрої, здатному підтримувати ущільнення при високій температурі і пильному середовищі в контакті з високо мінливою циліндричною поверхнею, при цьому допускаючи великі дефекти на такій поверхні, зокрема нарости матеріалу на поверхні, при її проходженні через ущільнювач без порушення цілісності ущільнювача і при цьому будучи фінансово вигідним і здатним до стійкої експлуатації в існуючому середовищі.
ЇО015| Супутні цілі полягають в тому, щоб пристрій займав невелику площу, не використовував складних механізмів, які швидко втрачають свої якості в агресивному середовищі печей, і дозволяв здійснювати швидкий огляд і технічне обслуговування.
Розкриття винаходу. 0016 Наведене нижче розкриття призначене для більш докладного пояснення суті винаходу, але не для визначення або обмеження предмета заявленого винаходу.
І0017| Даний винахід являє собою дуже гнучкий ущільнювач, виконаний в формі трубки з одного або декількох листів, що складаються, тканого матеріалу, яка дозволяє ущільнювачу розширюватися і стискатися в радіальному напрямку, а також переміщуватися в поперечному і вертикальному напрямках в межах обмежень такого листа або листів.
І0018| Відомі ущільнювачі для електродів можуть швидко зношуватися через великі стискуючі сили, які використовуються для деформування ущільнювального елемента по контуру поверхні електрода. Винахід фокусується на гнучкості ущільнювача, щоб дозволити докладати набагато менші стискуючі сили, при цьому також дозволяючи ущільнювачу переміщуватися по вертикалі, цим потенційно знижуючи знос, викликаний регулюванням електрода.
І0019| Пружинне кільце в трубці з листа або листів забезпечує притискання ущільнювача навколо електрода з достатньою гнучкістю, щоб дозволити пропускати великі дефекти, звичайні для електродів. Радіальну ширину трубки вибирають так, щоб вертикальне зміщення, що досягається, могло знижувати або усувати надмірний фрикційний знос під час нормального регулювання електрода. Інші ущільнювальні механізми, які використовують пружинне кільце як засіб для прикладання стиснення, обмежені за кількістю і зазвичай вимагають пружно деформованого ущільнювального елемента; однак для цього конкретного застосування еластомерні матеріали не підходять через високі температур. Ущільнювач даного винаходу виконаний з одного або декількох листів тканого матеріалу в конкретному розташуванні, щоб сприяти гнучкості ущільнювача після складання в радіальному і вертикальному напрямках.
Окремі волокна, з яких складається кожен з листів, спочатку розташовані так, щоб наближатися до "двохлінійної" поверхні, тобто, поверхні, в якій дві прямі лінії проходять через кожну точку на поверхні. Це розташування дозволяє змінювати радіальну ширину ущільнювача не залежно від будь-яких пружних властивостей матеріалу, що формує ущільнювач. Це дозволяє отримувати дуже гнучке і ефективне газонепроникне ущільнення з по суті не пружних керамічних волокон, здатних працювати при температурах, типових для електропечі. Крім того, ущільнювач відкрито видний, що дозволяє здійснювати швидкий огляд, і просто з'єднаний так, що його можна швидко замінити, коли електрод все ще встановлений. Ці обидві ознаки є особливо цінними для ущільнювача для електрода.
І0020)| При такому розташуванні основне джерело зносу, що викликається регулюванням електрода, можна знизити на декілька порядків, а до деяких випадках навіть усунути, оскільки ущільнювач може переміщатися по вертикалі і поглинати більшість циклічних переміщень
Зо електрода. При великих переміщеннях електрода легкість, з якою ущільнювач може деформуватися, дозволяє докладати мінімальний контактний тиск, що знижує фрикційні сили і площу контакту, цим зменшуючи ступінь зносу. 00211 Відомі винаходи часто вимагають використання скребків для видалення наростів матеріалу, тоді як даний винахід зазвичай здатен до деформації навколо такого матеріалу. Зсув або недостатній розмір електродів можуть бути іншими серйозними причинами виходу ущільнювача з ладу, оскільки багато відомих винаходів в основному покладаються на поверхню електрода для підтримки фізичного розташування ущільнювачів. Якщо поверхня електрода надмірно віддалена від її положення, це може призвести до катастрофічного виходу відомих ущільнювачів з ладу, і їх компоненти можуть бути назавжди втрачені в печі. Ущільнювач відповідно до даного винаходу здатний підтримувати своє фізичне розташування при повністю віддаленому електроді і зазвичай може продовжувати діяти після заміни електрода. (0022) Через внутрішню простоту, надійність і економічність винаходу існує багато інших областей застосування цього вузла ущільнювача крім ущільнення електродів печей. За рахунок істотного зменшення залежності від пружності матеріалу ця конструкція здатна забезпечувати високо адаптуюче ущільнення в широкому діапазоні середовищ, і, тому, кількість додаткових областей застосування дуже велика.
І0023) В одному аспекті запропонований вузол ущільнювача для електрода, що ущільнює кільцевий зазор між зовнішньою циліндричною поверхнею електрода і краєм каналу в склепінні електропечі, при цьому нижній кінець електрода проходить через канал в піч, і електрод здатний переміщуватися в такому каналі по вертикальній осі. Вузол ущільнення для електрода включає: (а) кільцевий ущільнювальний елемент, який має опорний край і рухливий край, при цьому опорний край пристосований для кріплення до фіксованої поверхні, і рухливий край вільний і розташований так, щоб входити в контакт із зовнішньою циліндричною поверхнею електрода, причому ущільнювальний елемент гнучкий, і рухливий край здатний зміщуватися в вертикальному і радіальному напрямках; і (б) пружинний елемент, розміщений поруч з рухомим краєм ущільнювального елементу, причому пружинний елемент зміщує рухливий край ущільнювального елементу від опорного краю. (0024) В ще одному аспекті запропонований вузол ущільнювача для ущільнення отвору між змінною ущільнювальною поверхнею і фіксованою поверхнею для використання при бо температурах, зазвичай, які не підходять для еластичних матеріалів. Вузол ущільнювача включає: (а) ущільнювальний елемент, який має опорний край, призначений для кріплення до фіксованої поверхні, і рухливий край, призначений для контакту з ущільнювальною поверхнею, причому ущільнювальний елемент гнучкий і дозволяє рухомому краю зміщуватися паралельно і перпендикулярно поверхні ущільнювача; і (б) пружинний елемент, розташований поруч з рухомим краєм ущільнювального елементу, причому пружинний елемент зміщує рухливий край ущільнювального елементу від опорного краю.
І0025| В ще одному аспекті запропонований кільцевий ущільнювальний елемент, що включає опорний край, призначений для кріплення до поверхі, і рухливий край, призначений для контакту з зовнішньою по суті циліндричною поверхнею. Ущільнювальний елемент включає щонайменше один гнучкий лист, що складається з теплостійких волокон плетеного розміщення, причому такий щонайменше один гнучкий лист може бути складений, щоб утворити тороїдальну трубку.
Короткий опис креслень. (0026) Для того, щоб предмет винаходу, що заявляється, міг стати більш зрозумілим, будуть зроблені посилання на додані креслення, на яких показано наступне.
І0027| Фіг. 1. - наочне зображення першого варіанту здійснення вузла ущільнювача з частиною, вирізаною навколо типового електрода Содерберга. Суцільні лінії показують ущільнювальний елемент 22, зміщений вниз, пунктирні лінії показують ущільнювальний елемент 22, зміщений вгору. 0028) Фіг. 2. - збільшена частина вузла ущільнювача з Фіг. 1. 0029) Фіг. 3. - збільшена частина вузла корпусу ущільнювача і ущільнювального елемента.
ІООЗО| Фіг. 4. - пояснювальний вид двохлінійної поверхні, яка використовується для побудови листів 32 ущільнювального елементу 22.
І0ОЗ11| Фіг. 5. - наочне зображення одного складеного листа 32 в ущільнювальному елементі 22 з деякою кількістю віддалених волокон для показу розташування окремих волокон. 0032) Фіг. 6. - збільшений виріз частини ущільнювального елементу 22, що показує опорні втулки і пружинне кільце в установленому положенні без ущільнювальної поверхні.
І0033| Фіг. 7. - збільшений виріз частини ущільнювального елементу 22' відповідно до другого варіанту здійснення, що показує опорні втулки і пружинне кільце в установленому
Зо положенні без ущільнювальної поверхні. 0034) Фіг. 8. - наочне зображення ущільнювального елементу 22 у відкритому положенні, що показує з'єднання внапусток, яке дозволяє здійснювати установку і технічне обслуговування. 0035) Фіг. 9. - графічне зображення переміщення електрода в типовому ущільнювачі для електрода, а також переміщення електрода у вузлі ущільнювача для електрода з Фіг. 1, за допомогою якого допустиме вертикальне переміщення усуває більшу частину циклічного зносу.
І0О36б| Фіг. 10. - графічне зображення того, як діапазон вертикального переміщення ущільнювача і тиск на ущільнювач співвідносяться з зносом ущільнювача.
Докладний опис варіантів здійснення.
І0037| Далі в описі наведені конкретні деталі, щоб дати приклади предмета винаходу, що заявляється. Однак описані нижче варіанти здійснення не призначені для визначення або обмеження предмету винаходу. Фахівцям в даній області техніки буде зрозуміло, що в межах об'єму предмету винаходу можливо багато змінень в конкретних варіантах здійснення.
ЇОО38| Описаний нижче перший варіант здійснення належить до ущільнювача для ущільнення каналу для електрода в склепінні електропечі, через який проходить вертикально орієнтований електрод. Слід однак розуміти, що описаний нижче ущільнювач може бути адаптований для застосування в інших областях, де потрібне ущільнення на високомінливій циліндричній поверхні, і де існує відносний рух між ущільнювачем і циліндричною поверхнею.
Також слід розуміти, що поверхня необов'язково циліндрична, і необов'язково вертикальна.
Швидше описаний нижче ущільнювач можна використовувати для пристроїв, що мають різні форми і/або орієнтації.
І00О39) Фіг. 1 і Фіг. 2 показують вузол ущільнювача 10 для електрода, встановлений на верху склепіння 12 електропечі для операцій виплавки металів. Склепіння виконане з вогнетривкого матеріалу, такого як вогнетривка цегла, і має канал для електрода 14, що включає круглий отвір в склепінні 12, через який нижній кінець електрода 16 проходить всередину печі. Залежно від типу операції, вільний простір печі (простір для газу над ванної розплавленого металу) зазвичай матиме температуру в інтервалі приблизно 300 "С-1500 "С, в залежності від конкретної операції. 0040) Електрод 16 зазвичай підтримується по суті в вертикальній орієнтації відомої опорної конструкції (не відображено), що включає засіб для підйому і опускання електрода в печі. Як бо сказано вище, під час експлуатації печі електрод 16 може неодноразово переміщатися вгору і вниз в діапазоні приблизно 30 см щодо рівня ванни порядку приблизно 5000 разів на добу, щоб регулювати потужність, що підводиться до печі. Рівень ванни також може переміщатися вгору і вниз, зазвичай в діапазоні приблизно 50 см, що також вимагає переміщення електрода. Коли піч відключена, електрод 16 може бути повністю видалений з печі, при цьому ущільнювач для електрода залишається на місці. 0041) Електрод 16 має зовнішню поверхню 18, яка приблизно циліндрична, і може включати певну кількість дефектів, як вказано в даному документі. Якщо електрод 16 попередньо спечений, зовнішня поверхня 18 буде містити вуглець. Якщо електродом 16 є електрод
Содерберга, зовнішня поверхня 18 включатиме метал, оскільки електрод Содерберга має металеву оболонку, що зношується. 0042) Канал 14 має діаметр, який більше ніж діаметр зовнішньої поверхні 18 електрода 16, і тому існує кільцевий зазор 20 між зовнішньою поверхнею 18 електрода 16 і краєм каналу 14.
Вузол ущільнювача 10 включає відносно небагато компонентів. Одним з компонентів є ущільнювальний елемент 22 для формування ущільнення в отворі між ущільнювальною поверхнею і навколишньою твердою поверхнею. В даному варіанті здійснення ущільнювальною поверхнею є зовнішня поверхня 18 електрода 16. Жорстка поверхня в даному варіанті здійснення включає кільцевий корпус 30 ущільнювача, розташований на склепінні 12 печі і закріплений на ньому. Корпус 30 ущільнювача оточує канал 14 для електрода і описаний нижче.
І0043| Ущільнювальний елемент 22 має опорний край 24, призначений для кріплення до корпусу 30 ущільнювача, і іноді називається в цьому документі "закріпленим краєм 24".
Ущільнювальний елемент також має рухливий край 26, призначений для контакту з ущільнювальною поверхнею 18. У даному варіанті здійснення ущільнювальний елемент 22 кільцевий, і закріплений край 24 розташований в радіальному напрямку назовні від рухомого краю 26. (0044)| Ще одним компонентом вузла ущільнювача 10 є пружинний елемент 28, який зміщує рухливий край 26 ущільнювального елементу 22 в радіальному напрямку всередину для герметичного контакту з ущільнювальною поверхнею 18 електрода 16. 0045) Ущільнювальний елемент 22 гнучкий, щоб дозволити рухомому краю 26 зміщуватися в напрямках вгору і вниз, а також в радіальному напрямку.
Зо 0046) Для того, щоб ущільнювальний елемент 22 витримував агресивну атмосферу каналу 14 електрода і постійний вплив теплоти і газів, що піднімаються з простору над ванною (тобто, простору в печі між ванною розплаву і склепінням), ущільнювальний елемент 22 включає матеріал, який стійкий до робочих температур в просторі печі над ванною. Наприклад, в даному варіанті здійснення матеріал ущільнювального елементу 22 стійкий до постійного впливу температур простору над ванної до, приблизно 1500 "С. 0047) В даному варіанті здійснення ущільнювальний елемент 22 складається з одного або декількох листів 32 волокнистої керамічної тканини, причому ця тканина виткана з по суті нееластичних керамічних волокон.
І(0048| Ущільнювальний елемент 22 має трубчасту конструкцію, в якій щонайменше один лист 32 має пару протилежних країв 34, 36. Лист 32 складають так, щоб край 34 був розташований над краєм 36. Лист 32 складають так, щоб обидва краї 34, 36 були розташовані на або поруч з закріпленим краєм 24 ущільнювального елементу 22.
І0049| Ущільнювальний елемент 22 виконаний з деякої кількості листів 32, кожен з яких складають на ньому ж. Кожен лист 32 тканини може бути частково проникним для газів, і тому листи 32 вибирають так, щоб отримати деяку кількість шарів, які зроблять ущільнювальний елемент 22 по суті непроникним для пічних газів. Кількість листів 32 також вибирають так, щоб забезпечити стійкість до зносу, особливо на рухомому краю 26, для допущення певного зносу до того, як ущільнювальний елемент 22 буде потрібно замінити. З метою наочності ущільнювальний елемент 22 показаний таким, що містить два складених листа 32, так що ущільнювальний елемент 22 складається з чотирьох шарів тканини. Однак ущільнювальний елемент 22 може включати один лист 32 або більше ніж два листа в залежності, щонайменше частково, від проникності тканини і бажаних характеристик зносу.
Ї0050| Ущільнювальний елемент 22 може бути охарактеризований як такий, що має тороїдальну форму, точніше форму тороїдальної трубки, яка складається з складених листів тканини 32. Мінімальний внутрішній діаметр кільцевого ущільнювального елементу 22 (визначений як внутрішній діаметр ущільнювального елементу 22 при електроді, віддаленому з вузла ущільнювача 10) менший ніж діаметр електрода 16, щоб забезпечити ущільнення між ущільнювальним елементом 22 і електродом 16, а також дозволити вертикальне переміщення рухомого краю 26.
І0051) В ущільнювальному елементі 22 волокна, які складають листи тканини 32, виткані за конкретною схемою, щоб сприяти гнучкості ущільнювального елементу 22 як в радіальному, так і у вертикальному напрямку. У зв'язку з цим окремі волокна, які складають кожен з листів 32, спочатку розміщують так, щоб наблизитися до "двохлінійної" поверхні, тобто, поверхні, на якій дві прямі лінії проходять через кожну її точку. З посиланням на Фіг. 4, показаний один лист 32 розкладений по вертикальній осі А, де багато волокон видалені, але він зберігає кільцеву форму. Після складання такої "двохлінійної" поверхні, як показано на Фіг. 5, кут волокон можна вільно змінювати, дозволяючи радіальній ширині поверхні також вільно змінюватися. Слід розуміти, що кожен лист 32 може тільки наближатися до такої двохлінійної поверхні.
Ї0052| Таке розташування дозволяє змінювати радіальну ширину ущільнювального елементу 22 без урахування будь-яких пружних властивостей матеріалу, який складає ущільнювальний елемент 22.
І0053| Пружинний елемент 28 у вузлі ущільнювача 10 розташований в порожнистому просторі 38, який визначається трубчастою листовою конструкцією ущільнювального елементу 22. Пружинний елемент 28 має стійкість до високих робочих температур і може складатися з термостійкого металу. В даному варіанті здійснення пружинний елемент 28 включає кільцеву пружину, таку як пружинне кільце. Пружинний елемент 28 постійно зміщує рухливий край 26 в радіальному напрямку всередину. Тому пружинний елемент 28 знаходиться в напруженому стані і коли вузол ущільнювача 10 ущільнює електрод 16, і коли електрод 16 видалений з вузла ущільнювача 10. (0054) Натяг пружинного елемента 28 вибирають так, щоб забезпечити мінімальну величину стиснення на зовнішній поверхні 18 електрода 16, яка забезпечить газове ущільнення в нормальних умовах експлуатації печі. Висока гнучкість ущільнювального елементу 22 дозволяє мінімізувати стиснення, при цьому підтримуючи ущільнення між ущільнювальним елементом 22 і зовнішньою поверхнею 18 електрода 16. Ці низькі стискуючі сили в поєднанні з високою гнучкістю ущільнювального елементу дозволяють безперервно адаптувати форму ущільнювального елементу 22 до будь-яких дефектів поверхні електрода, згаданих вище, при цьому мінімізуючи знос ущільнювального елементу 22, що зумовлюється тертям між ущільнювальним елементом 22 і нерівною зовнішньою поверхнею 18 електрода 16. Тому вузол
Зо ущільнювача 10 не вимагає скребків для видалення наростів з поверхні електрода. Додатковою перевагою запропонованої конструкції є те, що вона дозволяє вузлу ущільнювача 10 витримувати скидання тиску, при якому пічні гази можуть виходити між ущільнювальним елементом 22 і зовнішньою поверхнею 18 електрода 16 в разі раптової різкої зміни тиску в печі.
Таке скидання тиску не передбачене у відомих конструкціях ущільнювачів, які застосовують високі стискуючі сили до електрода. Таким чином, запропонована конструкція також допомагає запобігти пошкодженню вузла ущільнювача 10 в разі раптового зростання тиску в печі. 0055) В першому варіанті здійснення закріплений край 24 ущільнювального елементу 22 прикріплений до жорсткої поверхні, такої як корпус 30 ущільнювача. Це краще за все показано на Фіг. 2 і 3. Корпус 30 ущільнювача розташований на склепінні 12 печі і включає кругле кільце з внутрішнім діаметром більшим ніж діаметр каналу 14 в печі. Корпус 30 ущільнювача, показаний на кресленнях, включає безперервну вертикальну бічну стінку 46 з горизонтальним верхнім фланцем 48 і горизонтальним нижнім фланцем 50. Корпус 30 ущільнювача також може включати фіксуючу пластину 52 в формі плоского круглого кільця приблизно того ж розміру, що і верхній фланець 48, яке механічно прикріплене до верхнього фланця 48 за допомогою деякої кількості пальців 54, розташованих приблизно по колу верхнього фланця 48 і проходять через отвори в фіксуючій пластині 52. 0056) Закріплений край 24 ущільнювального елементу 22 прикріплений і стиснутий між верхнім фланцем 48 і фіксуючою пластиною 52 корпусу 30 ущільнювача. Ущільнювальний елемент 22 має деяку кількість отворів 56 поруч із закріпленим краєм 24, щоб дозволити пальцям 54 проходити через ущільнювальний елемент 22. Для забезпечення додаткової міцності отвори 56 можуть бути посилені металевими втулками 58.
І0057| Як показано на Фіг. 2, верх корпусу 30 ущільнювача може бути відкритим, при цьому закріплений край 24 ущільнювального елементу 22 розташований поруч з відкритим верхом корпусу 30 ущільнювача. При такому розташуванні рухливий край 26 ущільнювального елементу 22 може зміщуватися по вертикалі вгору вище верху корпусу 30 ущільнювача на необхідну величину під час вертикального зміщення вгору електрода 16. Ущільнювальний елемент 22 показаний на Фіг. 2 в верхньому розташуванні за допомогою пунктирних ліній.
Корпус 30 ущільнювача також дозволяє рухомому краю 26 ущільнювального елементу 22 зміщуватися по вертикалі вниз на необхідну величину під час вертикального зміщення вниз бо електрода 16. Ущільнювальний елемент 22 показаний на Фіг. 2 в нижньому розташуванні за допомогою суцільних ліній. Відкритий верх корпусу ЗО ущільнювача також дозволяє легко оглядати і замінювати ущільнювальний елемент 22.
ІЇ0058| Цегляний екран 44 може бути передбачений між корпусом 30 ущільнювача і склепінням 12 печі, щоб частково захищати вузол ущільнювача 10 від теплоти і газів, що виходять з печі. Цегляний екран 44 включає кругле кільце з вогнетривкої цегли 66, яка частково проходить через отвір 20 між електродом 16 та краєм каналу 14 електрода. 00591 Крім того, між цегляним екраном 44 і склепінням 12 печі може бути передбачений охолоджуваний водою мідний екран, що забезпечує додатковий тепловий захист для вузла ущільнювача 10.
ІЇ0060| Ущільнювальний елемент 22 може бути видалений шляхом першопочаткового видалення фіксуючої пластини 52 з верхнього фланця 48, щоб звільнити закріплений край 24 ущільнювального елементу 22. У деяких варіантах здійснення ущільнювальний елемент 22 виконаний так, що його можна встановлювати, видаляти і/або замінювати з електродом 16 на місці, тобто, з нижнім кінцем електрода, що проходить через канал 14 в склепінні 12 печі. Для такої установки ущільнювального елементу 22 разом з пружинним елементом 28 можна відкрити так, що вони будуть обгорнуті навколо електрода 16 і установити на верхній фланець 48 корпусу 30 ущільнювача. Відповідно, як показано на Фіг. 8, ущільнювальний елемент 22 може бути представлений першим кінцем 68 і другим кінцем 70, які можна з'єднати, щоб отримати тороїдальну трубчасту конструкцію ущільнювального елементу 22. Оскільки кільцева конструкція ущільнювального елементу повинна бути безперервною, кінці 68, 70 ущільнювального елементу 22 повинні бути з'єднані внапусток, і товщина частин, що перекриваються, повинна бути по суті такою ж, як і товщина решти ущільнювального елементу 22. Це може бути здійснено різними способами, в залежності від конкретної конструкції ущільнювального елементу 22. Наприклад, як показано на Фіг. 8, ущільнювальний елемент 22 включає два листа 32 і в сукупності чотири шари, при цьому на одному кінці 68 зовнішній лист 32 буде обрізаний на величину, рівну напуску, і на іншому кінці 70 внутрішній лист 32 буде обрізаний на еквівалентну величину. Відповідно, перший кінець 68 буде входити у другий кінець 70 ущільнювального елементу 22, так що частина, що перекривається, буде включати однакове число шарів в будь-якій точці своєї довжини. З'єднання внапусток може бути закріплено шляхом
Зо установки втулок 58 в щонайменше один набір отворів 56, за допомогою яких частини, що перекриваються, ущільнювального елементу 22 надійно утримуються одна на другій.
І0061)| Пружинний елемент 28 може включати лінійну, подовжену циліндричну пружину, що має засоби кріплення на її протилежних кінцях, щоб дозволити з'єднати кінці один з одним. (0062) Після описаних вище компонентів вузла ущільнювача 10 далі описані ознаки вузла ущільнювача 10 в зв'язку з роботою вузла ущільнювача.
І0063| Як вказано вище, мінімальний внутрішній діаметр ущільнювального елементу 22 менший ніж діаметр зовнішньої поверхні 18 електрода 16. Відповідно, в ситуації, коли електрод 16 виведений з каналу 14 печі і видалений з вузла ущільнювача 10, ущільнювальний елемент 22 може мати горизонтальну форму, показану на Фіг. 6, при цьому пружинний елемент 28 зміщує рухливий край 26 ущільнювального елементу 22 в радіальному напрямку всередину.
Вузол ущільнювача 10, який описаний в цьому документі, є повністю незалежним і підтримує свою конструкцію незалежно від того, чи присутній електрод 16 в каналі печі чи ні. Якщо необхідно, електрод 16 може бути опущений в канал 14 печі або видалений з каналу 14 печі разом з ущільнювальним елементом 22. У деяких відомих конструкціях конструкція ущільнювача не зберігається при відсутності електроду 16, що ускладнює установку і видалення електроду 16. 0064) Коли електрод 16 проходить через канал 14 печі, ущільнювальний елемент 22 буде збільшувати свій внутрішній діаметр, щоб він зміг підійти до зовнішньої поверхні 18 електрода 16 і сформувати з нею ущільнення. Хотілося б підкреслити, що таке розширення ущільнювального елементу 22 здійснюється без розтягування волокон 40, які складають ущільнювальний елемент 22, але швидше за все здійснюється шляхом переміщення волокон 40 в кожному листі 32 ущільнювального елементу 22 і шляхом розширення або подовження пружинного елемента 28. 0065) Як вказано вище, електрод 16 переміщується вгору і вниз на невеликі величини, щоб регулювати потужність, що підводиться до печі. Коли електрод 16 переміщується вгору, гнучкість ущільнювального елементу 22 дозволяє рухомому краю 26 рухатися вгору з електродом 16. Подібно до цього, коли електрод 16 переміщується вниз, гнучкість ущільнювального елементу 22 дозволяє рухомому краю 26 рухатися вниз.
І0066| Радіальну ширину ущільнювального елементу 22 вибирають такою, щоб вона бо дозволяла рухомому краю 26 зміщуватися вгору і вниз на достатню величину, щоб мінімізувати або усунути неодноразове фрикціоне ковзання рухомого краю 26 по шорсткій зовнішній поверхні18 електрода 16, що викликається регулюванням електроду. Таким чином, вертикальне переміщення рухомого краю 26 дозволяє вузлу ущільнювача 10 поглинати циклічний рух електрода 16, цим зменшуючи основне джерело зносу ущільнювального елементу 22. При переміщеннях електрода 16 на велику величину відносно низький тиск контакту, який прикладається до електрода 16, зменшує область контакту і фрикційні сили між ущільнювальним елементом 22 і електродом 16, що далі знижує ступінь зносу.
І0067| Вертикальне переміщення рухомого краю 26 здійснює значний вплив на знос ущільнювача. Як показано на верхньому графіку з Фіг. 9, значна частина переміщень електрода відбувається циклічно в межах невеликого інтервалу. За рахунок того, що ущільнювач може переміщуватися по вертикалі, велика частина зносу усувається, оскільки ущільнювач може слідувати за електродом під час таких неодноразових переміщень. Тільки коли електрод виходить за вертикальний діапазон ущільнювача, відбувається фактичний знос. На Фіг. 10 показано, що навіть невеликий діапазон переміщення призводить до значного зменшення зносу, і зменшення в ущільнюючому тиску за рахунок гнучкості ущільнювача далі зменшує ступінь зносу.
І0068| Необов'язковою ознакою, яка за вибором може бути додана в ущільнювальний елемент 22, але не показана на кресленнях, є додатковий зовнішній лист 32, доданий для того, щоб забезпечити підвищений захист ущільнювального елементу 22 від стирання. Цей зовнішній лист 32 може складатися з металевих волокон (або дротів), орієнтований подібно керамічним волокнам 40. Альтернативно, зовнішній лист 32 може складатися з металевої сітки, подібної кольчузі. У певних орієнтаціях кольчуга володіє характеристиками гнучкості подібно таким листам 32 ущільнювального елементу 22 і тому не зменшує гнучкість ущільнювального елементу 22.
ІЇ0069| Вузол ущільнювача відповідно до другого варіанту здійснення описаний нижче коротко з посиланням на Фіг. 7. Елементи другого варіанту здійснення, які подібні до таких в першому варіанті здійснення, вказані тими ж посилальними номерами, але позначені апострофом в другому варіанті здійснення.
І0070| Фіг. 7 показує ущільнювальний елемент 22' вузла ущільнювача, як він описаний в
Зо даному документі, і який також включає пружинний елемент 28. Як і в першому варіанті здійснення, ущільнювальний елемент 22' складається з складених листів 32 тканини, що складається з волокон 407, при цьому кожен з листів 32 має протилежні краї 34 і 36", які складені один поверх іншого, щоб сформувати тороїдальну трубку з порожнистим внутрішнім простором 38", в якому розташований пружинний елемент 28'.
І0071| Ущільнювальний елемент 22" включає закріплений і рухливий край 24", 26, при цьому пружинний елемент 28" розташований поруч з рухомим краєм 26. Однак ущільнювальний елемент 22" у другому варіанті здійснення має орієнтацію, протилежну такій в першому варіанті здійснення. У зв'язку з цим закріплений край 24" розташований в радіальному напрямку всередину рухомого краю 26", який також може зміщуватися по осі А. Таким чином, рухливий край 26 ущільнювального елементу 22 призначений для формування ущільнення з внутрішньою поверхнею циліндричного об'єкта, такого як внутрішня поверхня каналу або труби (не відображено).
І0072| Рухомий край 26' постійно зміщується в радіальному напрямку назовні пружинним елементом 28", який включає кільцеву пружину стиснення.
І0073| Ущільнювальний елемент 22" буде закріплений в корпусі ущільнювача (не показаний), який за конструкцією може бути подібний до корпусу 30 ущільнювача, описаного вище, і може фіксувати закріплений край 24" таким же або подібним чином, як вказано вище з посиланням на вузол ущільнювача 10. Однак замість того, щоб виступати в радіальному напрямку всередину від корпусу 30 ущільнювача, як у вузлі ущільнювача 10, ущільнювальний елемент 22 буде виступати в радіальному напрямку назовні від корпусу ущільнювача.
І0074| Хоча вищевказаний предмет винаходу був описаний в зв'язку з визначеними конкретними варіантами здійснення, він ними не обмежений. Замість цього, описаний предмет винаходу включає всі варіанти здійснення, які можуть підпадати під обсяг наведеної нижче формули винаходу.
Перелік посилальних номерів 10 Вузол ущільнювача 12 Склепіння печі 14 Канал для електрода 16 Електрод бо 18 Зовнішня поверхня електрода
20 Кільцевий зазор 22 Ущільнювальний елемент 24 Закріплений край ущільнювального елементу 26 Рухомий край ущільнювального елементу 28 Пружинний елемент
30 Корпус ущільнювача 32 Лист, з якого виконаний ущільнювальний елемент 34 Верхній закріплений край листів 36 Нижній закріплений край листів
38 Порожнина ущільнювального елементу 40 Волокна 44 Цегляний екран корпусу 46 Вертикальна бокова стінка корпусу 48 Горизонтальний верхній фланець корпусу
50 Горизонтальний нижній фланець корпусу 52 Фіксуюча пластина корпусу 54 Пальці корпусу 56 Отвори ущільнювального елементу 58 Металеві втулки ущільнювального елементу
66 Вогнетривкі цеглини 68 Перший кінець ущільнювального елементу 70 Другий кінець ущільнювального елементу

Claims (40)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Вузол ущільнювача електрода для ущільнення кільцевого зазору між зовнішньою циліндричною поверхнею електрода і краєм каналу в склепінні електропечі, причому нижній кінець електрода проходить по каналу в піч і електрод може переміщатися в згаданому каналі по вертикальній осі, і причому вузол ущільнювача електрода включає: Зо (а) кільцевий ущільнювальний елемент, який має опорний край і рухомий край, причому опорний край пристосований для кріплення до фіксованої поверхні, і рухомий край вільний і розташований так, щоб входити в контакт із зовнішньою циліндричною поверхнею електрода, і причому ущільнювальний елемент гнучкий і дозволяє зміщувати рухомий край паралельно і перпендикулярно вертикальній осі зовнішньої циліндричної поверхні електрода; (б) кільцевий пружинний елемент, розташований всередині рухомого краю ущільнювального елемента, причому пружинний елемент розташований так, щоб бути з натягом по дотичній до циліндричній поверхні і відхиляти рухомий край ущільнювального елемента від опорного краю та вводити його в щільний контакт з зовнішньою циліндричною поверхнею електрода.
2. Вузол ущільнювача електрода за п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає матеріал, який стійкий до температур приблизно до 1500 "С.
3. Вузол ущільнювача електрода за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає по суті нееластичні теплостійкі волокна.
4. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає керамічний матеріал або теплостійкий метал.
5. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-4, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає щонайменше один гнучкий лист, що складається, який має пару протилежних країв, причому протилежні краї листа розташовані біля опорного краю ущільнювального елемента.
6. Вузол ущільнювача електрода за п. 5, який відрізняється тим, що пружинний елемент укладений в щонайменше один гнучкий лист, що складається.
7. Вузол ущільнювача електрода за п. 5 або 6, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає деяку кількість згаданих гнучких листів, що складаються, розташованих в декілька шарів.
8. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-7, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає тороїдальну трубку, в яку укладено пружинний елемент.
9. Вузол ущільнювача електрода за п. 8, який відрізняється тим, що тороїдальна трубка має грушоподібний поперечний переріз в радіальному напрямі, при цьому рухомий край ущільнювального елемента має округлий профіль.
10. Вузол ущільнювача електрода за п. 8 або 9, який відрізняється тим, що тороїдальна трубка бо включає волокна в плетеному розміщенні.
11. Вузол ущільнювача електрода за п. 10, який відрізняється тим, що плетене розміщення волокон наближається до дволінійної поверхні.
12. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-11, який відрізняється тим, що коли опорний край прикріплений до фіксованої поверхні, рухомий край може вільно переміщатися паралельно вертикальній осі на задану величину.
13. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-12, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає з'єднання внапусток, в якому з'єднані перший кінець і другий кінець ущільнювального елемента.
14. Вузол ущільнювача електрода за п. 13, який відрізняється тим, що з'єднання внапусток має товщину, яка по суті така ж, як і товщина решти ущільнювального елемента.
15. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-14, який відрізняється тим, що опорний край ущільнювального елемента розташований в радіальному напрямку назовні рухомого краю.
16. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-15, який відрізняється тим, що мінімальний внутрішній діаметр кільцевого ущільнювального елемента, коли електрод видалений з печі менший ніж діаметр електрода.
17. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-16, який відрізняється тим, що фіксована поверхня розташована на склепінні печі, і відрізняється тим, що опорний край кільцевого ущільнювального елемента прикріплений до фіксованої поверхні.
18. Вузол ущільнювача електрода за п. 17, який відрізняється тим, що фіксована поверхня включає кільцевий корпус ущільнювача на склепінні печі, і відрізняється тим, що опорний край ущільнювального елемента прикріплений до корпусу ущільнювача.
19. Вузол ущільнювача електрода за п. 18, який відрізняється тим, що опорний край ущільнювального елемента закріплений під фіксуючою пластиною корпусу ущільнювача.
20. Вузол ущільнювача електрода за п. 18 або 19, який відрізняється тим, що корпус ущільнювача має відкритий верх.
21. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 18-20, крім того включає кільцевий цегляний екран корпусу, розташований між кільцевим корпусом ущільнювача і склепінням печі.
22. Вузол ущільнювача електрода за п. 21, який відрізняється тим, що цегляний екран корпусу Зо включає кругле кільце з вогнетривкої цегли, оточуюче канал і частково закриваюче кільцевий зазор між електродом і каналом.
23. Вузол ущільнювача електрода за п. 21 або 22, крім того включає мідний охолоджувач, розташований між цегляним екраном корпусу і склепінням печі.
24. Вузол ущільнювача електрода за будь-яким з пунктів 1-23, який відрізняється тим, що рухомий край ущільнювального елемента включає шар гнучких металевих волокон або сітку.
25. Вузол ущільнювача для ущільнення по суті кільцевого отвору між циліндричною поверхнею і фіксованою поверхнею для використання при температурах, які, зазвичай, не придатні для еластичних матеріалів, що включає: (а) кільцевий ущільнювальний елемент, який має опорний край, призначений для кріплення до фіксованої поверхні, і рухомий край, призначений для контакту з циліндричною поверхнею, причому ущільнювальний елемент гнучкий і дозволяє рухомому краю зміщуватися паралельно і перпендикулярно вертикальній осі циліндричній поверхні; і (б) кільцевий пружинний елемент, розташований всередині рухомого краю ущільнювального елемента, причому пружинний елемент розташований так, щоб бути з натягом по дотичній до циліндричній поверхні і відхиляти рухомий край ущільнювального елемента від опорного краю та вводити його в щільний контакт з зовнішньою циліндричною поверхнею.
26. Вузол ущільнювача за п. 25, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає матеріал, який стійкий до температур приблизно до 1500 "С.
27. Вузол ущільнювача за п. 25 або 26, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає теплостійкі волокна.
28. Вузол ущільнювача за п. 27, який відрізняється тим, що теплостійкі волокна складаються з кераміки або теплостійкого металу і є по суті нееластичними.
29. Вузол ущільнювача за будь-яким з опунктів 25-28, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає щонайменше один гнучкий лист, що складається, який має пару протилежних країв, причому протилежні краї листа розташовані поруч з опорним краєм ущільнювального елемента.
30. Вузол ущільнювача за п. 29, який відрізняється тим, що пружинний елемент укладений щонайменше в один гнучкий лист, що складається.
31. Вузол ущільнювача за п. 29 або 30, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає деяку кількість згаданих гнучких листів, що складаються, розташованих в декілька шарів.
32. Вузол ущільнювача за будь-яким з пунктів 15-31, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає тороїдальну трубку, в яку укладено пружинний елемент.
33. Вузол ущільнювача за п. 32, який відрізняється тим, що тороїдальна трубка має грушоподібний поперечний переріз в радіальному напрямку, при цьому рухомий край ущільнювального елемента має округлий профіль.
34. Вузол ущільнювача за п. 32 або 33, який відрізняється тим, що тороїдальна трубка включає волокна в плетеному розміщенні.
35. Вузол ущільнювача за п. 34, який відрізняється тим, що плетене розміщення волокон наближається до дволінійної поверхні.
36. Вузол ущільнювача за будь-яким з пунктів 25-35, який відрізняється тим, що, коли опорний край прикріплений до фіксованої поверхні, рухомий край може вільно переміщатися по вертикальній осі на задану величину.
37. Вузол ущільнювача за будь-яким з пунктів 25-36, який відрізняється тим, що ущільнювальний елемент включає з'єднання внапусток, в якому з'єднані перший кінець і другий кінець ущільнювального елемента.
38. Вузол ущільнювача за п. 37, який відрізняється тим, що з'єднання внапусток має товщину, яка по суті така ж, як і товщина решти ущільнювального елемента.
39. Вузол ущільнювача за будь-яким з пунктів 25-38, який відрізняється тим, що опорний край ущільнювального елемента розташований в радіальному напрямку назовні рухомого краю.
40. Вузол ущільнювача для ущільнення по суті кільцевого отвору між циліндричною поверхнею і фіксованою поверхнею для використання при температурах, які, зазвичай, не придатні для еластичних матеріалів, що включає: (а) кільцевий ущільнювальний елемент, який має опорний край, призначений для кріплення до фіксованої поверхні, і рухомий край, призначений для контакту з циліндричною поверхнею, причому ущільнювальний елемент гнучкий і дозволяє рухомому краю зміщуватися паралельно і перпендикулярно вертикальній осі циліндричній поверхні; і Зо (б) кільцевий пружинний елемент, розташований всередині рухомого краю ущільнювального елемента, причому пружинний елемент розташований зі стисненням по дотичній до циліндричної поверхні, так, щоб він докладав силу лише до рухомого краю ущільнювального елемента, відхиляючи рухомий край від опорного краю і вводячи його в щільний контакт з циліндричною поверхнею, який відрізняється тим, що опорний край ущільнювального елемента розташований в радіальному напрямку всередину рухомого краю.
Ей х Ще іч М : уч сеї 5 8 ден у шк я Й ж Се шк пет ТИ їх Тева С ема ше В я и ія У і Ше же ; Ше Що с Не; у ро -щ прут и не Кон и чн еко нс Й ! АК Йо, шин У: й Ме Ї теє і Ж гаки Щ і ЕЕ х ре й 3 Її» г В ди С . ь їе 1: ме, вні пит ре тА ві «і нн ННЯ ; х ча ЧК з за Фе Ки Я, "ШУ ій й а но, що й СЕ ; о й я НК Н в й КУ ще ії Фе 7 з ща - Ї у У їі бохо Гук А ач вк г КЗ і Н секккк ї хо тя т Зк ой х й в ча Ки і Кі ше Не Ка і МЕВ о УДК Кк й пф і щі зон й ик ит чі і АЖ ня Ше вч во. х Йон п з я Е х Ж у» С я рот ве Ми і ши І еВ зх Й ї й сх 5. і ПН рн нн « й і Ж Еш Й що :: ! че х Бе Х ря Б . сен : ОК хх х ІМК дк Е ши ак шо.
Ши 3 му г сх ВІ й й ее Не ї У ше Мосс и; - 7 ДИ: Хек ПИ и А рес амій тем, кю, що Де Й да, вас щі ї Ше т МОУ і тота, І. гу ох З ООН ння дай пики: ї й ч ФЕЇ ще НК Б щ це їм щи ще но вони о 3 ВЕ - мед А МХ обнй АВ, ки ШИ у Коня ва че ер а п ет ес АК а у Б п ПЕ х Го ТК ре дя о и йон
К. ко у ох воно Жук БАУЯ «ек З зх | У в са вх пики й Я ле В, бе М ПЕ их ке ВА Ко . схе ВК Пк ну ши с пе ин ах г Же М ЗК рас ЕЕ ОНИ У Ж - ОХ жк БОМ А ї ЩА ку Шо 5 кис й зу Н ЯМ ру БО Зх ЕХ ще Н р х "ів о, хх КИ 4 ти З З с ж «ОА х ї Н я МК ЮК зх и і ши ШЕерня ОВ Н ї ЕЙ Еш ІК: : їй го хо зо цех ОВ і й с. ОК я ої АНЯ КИ - ї ОБО щи ве НН і РО ОБ рденаня 7 ще і ек КК ШК ее ви ваше і й І пд, ж, М ех кова вх Я Де и а чЬ ме В х ОК, х і; є Я тов біг. А се КЗ «ре З в 5. -4 і -їЬ «В КО ії г Й 2 ОК КВК ти й кн СОС В с ня Я С о, Н УМО А М УК : ДК АК КК я ох КК ХА хо хіх ХВ ПО я ОКХ МХКХАКМ ке І шо сх п ОЦЕ АКМНК о ОХ ЗО ве ОХ п о о ох ОВУ МУКАХ ню У ОО хо ОК я ОА КК ОК ВО ох ОК ВО ех ВО ОВК Ен ОБ в Ой шк 0 нн, КК СУК МО и ОК М КК х З ПО о НН: З о ОО КО АКВА КК їх ОК ОКО ОО СИХ НУ Б о СХ УК КУ пе 5 Ен Оу в ЗК М М їЖ ее КАК оС Оу МО її ше о А КК ід ща чо тя «ВігА з ЄЕК Я Що УЖ йо ЧІ КЕ заведнкя і - кн оди о ово ефе ее мВ Са в х Ко о В ока Є 05 ес г п. о пон ше
0. ОО ше. нн пе ОО х ОВУ НН я С п ОН с КІ Е х Е ї с АМКУ, Хо ОВ У х ЗІКЯ «Ж у БУК МЕЖ о ВАК ща щ НН М у У КИМ Сн о КК - БИ ух яту і ї чо ( кУжНкІя
ВЕ. Я шя а х р дж фо дяк з ке. що ії Ж РО АВ ноя У 5 У 0 ЗОВ Сх Я й й хх пе І КО зв шо . ши | з її ! . чик шо я і чь С х За у шо: чі
Фіг. Ж ка - ; в Кк. я Ще сви: Че б. ть і ее й ПЕК КК ОКХ ОО шо й шин шШ (ДюДЙ5Е я НЕДО я ОУШИАИКХ со ЖЕ КОМ ОКИх і Ї
Б. | х у НК і Хек 4 я з Кг МКУ ах Фі?
UAA201611887A 2014-04-28 2015-04-27 Кільцевий ущільнювач для електродів електропечі UA120271C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461985026P 2014-04-28 2014-04-28
PCT/CA2015/050345 WO2015164959A1 (en) 2014-04-28 2015-04-27 Sleeve seal for electric furnace electrodes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA120271C2 true UA120271C2 (uk) 2019-11-11

Family

ID=54357945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201611887A UA120271C2 (uk) 2014-04-28 2015-04-27 Кільцевий ущільнювач для електродів електропечі

Country Status (19)

Country Link
US (1) US10100930B2 (uk)
EP (1) EP3137835B1 (uk)
KR (1) KR102428011B1 (uk)
CN (1) CN106461335B (uk)
BR (1) BR112016024289B1 (uk)
CA (1) CA2946918C (uk)
DK (1) DK3137835T3 (uk)
ES (1) ES2926056T3 (uk)
HR (1) HRP20221092T1 (uk)
HU (1) HUE059643T2 (uk)
LT (1) LT3137835T (uk)
MX (1) MX367924B (uk)
PL (1) PL3137835T3 (uk)
PT (1) PT3137835T (uk)
RS (1) RS63536B1 (uk)
RU (1) RU2690318C2 (uk)
SI (1) SI3137835T1 (uk)
UA (1) UA120271C2 (uk)
WO (1) WO2015164959A1 (uk)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6343698B1 (ja) * 2017-04-19 2018-06-13 石川ガスケット株式会社 ガスケット及びその製造方法
CN107504818B (zh) * 2017-09-12 2019-12-17 青海际华江源实业有限公司 一种矿热炉用电极密封装置
KR20190095993A (ko) 2018-02-08 2019-08-19 (주)에코윈드 다결정질 알루미나 내화보드를 이용한 아치형 전기로
KR20190095990A (ko) 2018-02-08 2019-08-19 (주)에코윈드 다결정질 알루미나 섬유로 된 내화보드 및 그 제조방법
US10844957B2 (en) * 2018-04-18 2020-11-24 Ishikawa Gasket Co., Ltd. Gasket
CN108913843A (zh) * 2018-09-12 2018-11-30 中冶京诚工程技术有限公司 一种电极孔真空密闭装置
TWM601656U (zh) * 2019-07-05 2020-09-21 美商伊利諾工具工程公司 密封元件及具有密封元件的回流焊爐
US11181004B2 (en) * 2020-02-07 2021-11-23 Raytheon Technologies Corporation Confinement of a rope seal about a passage using a backing plate
CN113187972A (zh) * 2021-05-20 2021-07-30 中国科学院合肥物质科学研究院 一种适合于高低温的大口径结构密封圈及密封结构
CN113957200B (zh) * 2021-11-12 2024-09-13 河北智赛冶金科技有限公司 一种电渣炉的真空装置
CN216925196U (zh) * 2022-03-15 2022-07-08 眉山博雅新材料股份有限公司 一种密封结构及真空炉

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3124502A (en) * 1964-03-10 Composite fibrous lubricant packing
SU59706A1 (ru) * 1939-03-20 1940-11-30 С.Н. Сороко Уплотнение дл электрода дуговой печи
US2243096A (en) 1939-06-29 1941-05-27 Stanford A Hardin Electrode seal
US2893682A (en) * 1953-07-06 1959-07-07 North American Aviation Inc Butterfly valve and seal
US2954884A (en) * 1958-12-12 1960-10-04 Mohr & Sons John Flexible gas seal for a blast furnace
US3379816A (en) 1966-01-06 1968-04-23 Koppers Co Inc Electrode sealing device
US3601416A (en) 1969-06-13 1971-08-24 Monsanto Co Self-adjusting wraparound seal
US3697660A (en) * 1970-03-16 1972-10-10 Jury Fedorovich Frolov Device for sealing gap between electrode and lining of electric arc furnace
US3709506A (en) * 1970-11-12 1973-01-09 Quebec Iron & Titanium Corp Furnace electrode seal
US3698727A (en) 1971-05-17 1972-10-17 Gen Connector Corp Distortable seal ring
US3683095A (en) 1971-07-14 1972-08-08 Valery Vasilievich Salmin Packing of electrodes in an electric arc furnace
US3835233A (en) 1973-12-07 1974-09-10 Canada Steel Co Electrode seals for electric-arc furnaces
NO141232C (no) * 1977-12-05 1985-06-03 Elkem As Anordning for gasstett gjennomfoering av elektroder i lukkede elektriske smelteovner
US4295001A (en) 1979-12-03 1981-10-13 Inspiration Consolidated Copper Company Electrode seal
US4377289A (en) 1980-04-22 1983-03-22 Qit-Fer Et Titane Inc. Furnace electrode seal assembly
US4306726A (en) 1980-04-22 1981-12-22 Qit-Fer Et Titane Inc. Furnace electrode seal assembly
SU916948A1 (ru) * 1980-05-08 1982-03-30 Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Электротермического Оборудования Дугова сталеплавильна печь
US4441726A (en) 1981-12-14 1984-04-10 Shan-Rod, Inc. Heat and vibration resistant seal
US4468043A (en) 1982-06-11 1984-08-28 Brazel Patrick J High temperature seal
US4822060A (en) 1985-02-21 1989-04-18 The Bentley-Harris Manufacturing Company Woven tubular gasket with continuous integral attachment means
US4759032A (en) 1987-06-03 1988-07-19 Monsanto Company Electrode seal assembly
DE4005653A1 (de) * 1990-02-23 1991-08-29 Loi Ind Ofenanlagen Industrieofen
DE4017656A1 (de) 1990-06-01 1991-12-05 Minnesota Mining & Mfg Vorrichtung zur abschottung eines durch eine wand hindurchgefuehrten kunststoffrohrs im brandfall
JPH0525069U (ja) * 1991-09-11 1993-04-02 光洋精工株式会社 オイルシ−ル
US5406580A (en) * 1993-12-23 1995-04-11 Hatch Associates Ltd. Electrode seal for arc furnaces
US6505421B1 (en) * 1995-03-01 2003-01-14 Bfr Holdings Limited Blast and fragment resistent polyurethane boot sole for safety footwear
DE19720649C2 (de) * 1997-05-16 2000-09-28 Mtu Muenchen Gmbh Bürstendichtung
JP2001182841A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Nippon Pillar Packing Co Ltd 膨張黒鉛製編み糸
ZA200703373B (en) 2004-01-19 2009-12-30 Metix Pty Ltd Cooling arrangement for pressure ring assembly
EP1721493B1 (en) 2004-01-19 2018-03-07 Metix (Pty) Limited Arc furnace pressure ring assembly
FR2931919B1 (fr) 2008-06-02 2010-08-27 Fed Mogul Systems Prot Group Joint d'etancheite, piece de four equipe d'un tel joint et four comprenant un tel joint
RU123128U1 (ru) * 2012-07-02 2012-12-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Водоохлаждаемый свод дуговой сталеплавильной печи
WO2014102897A1 (ja) 2012-12-25 2014-07-03 三和テクノ株式会社 パイル織編物からなる円筒状軸シール材
CN203501803U (zh) 2013-07-19 2014-03-26 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种电炉及其电极密封装置
US11053614B2 (en) * 2015-06-16 2021-07-06 The Boeing Company Single-layer ceramic-based knit fabric for high temperature bulb seals

Also Published As

Publication number Publication date
HRP20221092T1 (hr) 2022-11-25
US10100930B2 (en) 2018-10-16
MX2016014028A (es) 2017-02-14
MX367924B (es) 2019-09-12
RU2016146371A (ru) 2018-05-28
ES2926056T3 (es) 2022-10-21
KR102428011B1 (ko) 2022-08-03
BR112016024289B1 (pt) 2022-08-02
SI3137835T1 (sl) 2023-01-31
EP3137835A1 (en) 2017-03-08
CA2946918A1 (en) 2015-11-05
PL3137835T3 (pl) 2022-10-10
PT3137835T (pt) 2022-09-07
EP3137835B1 (en) 2022-06-08
RU2690318C2 (ru) 2019-05-31
RU2016146371A3 (uk) 2019-03-26
EP3137835A4 (en) 2018-01-17
DK3137835T3 (da) 2022-09-12
RS63536B1 (sr) 2022-09-30
CN106461335B (zh) 2018-11-30
BR112016024289A2 (pt) 2021-04-27
KR20170020754A (ko) 2017-02-24
HUE059643T2 (hu) 2022-12-28
CA2946918C (en) 2017-07-25
LT3137835T (lt) 2022-11-10
US20170051831A1 (en) 2017-02-23
CN106461335A (zh) 2017-02-22
WO2015164959A1 (en) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA120271C2 (uk) Кільцевий ущільнювач для електродів електропечі
RU2516144C2 (ru) Телескопическое загрузочное устройство для загрузки коксовых печей
FI123373B (fi) Tiivistyslaite
CN101839199B (zh) 提供用于燃料喷射器的牺牲性屏蔽件的方法和设备
PL96290B1 (pl) Zlacze kompensacyjne dwoch odcinkow rurowych o wykladzinie ognioodpornej
KR101907196B1 (ko) 벨로우 보상기
US20200064072A1 (en) Method and system for furnace sealing
JP5384261B2 (ja) 伸縮管装置
AU2011282012A1 (en) Compensator for connecting pipes for dust-laden flue gas
RU132518U1 (ru) Высокотемпературный тканевый компенсатор
CN104885561A (zh) 用于密封触靴环中的间隙的方法和密封装置
JP6917181B2 (ja) 高炉炉内旋回シュート
JP5863760B2 (ja) 加熱炉の貫通部構造及び加熱炉の貫通部の施工方法並びに加熱炉
KR200355138Y1 (ko) 장입차 드롭 슬리브 실링포
KR101022450B1 (ko) 출선구 가스 유출 방지장치
CN110892195B (zh) 用于连接锅炉的固体返回系统的管道节段的系统和方法
JP5723430B2 (ja) 断熱材ユニット及びこれを使用した伸縮継手並びに断熱材保持用可動ピン及びこれを使用した伸縮継手。
KR101638770B1 (ko) 고로 스테이브의 냉각 파이프 보수장치 및 그 보수방법
KR20160039253A (ko) 유리 라미네이트 머신을 위한 머플 갭 실
JP2015102199A (ja) 高温高圧用二重構造伸縮継手