Результат интеллектуальной деятельности: КОМПЕНСАТОР ВОЗДУХОПРОВОДА ГОРЯЧЕГО ДУТЬЯ

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, а именно к оборудованию воздухопроводов горячего дутья доменной печи, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где имеются агрегаты или трубопроводы, требующие компенсации термических нагрузок.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату, по мнению авторов, является устройство воздухопровода горячего дутья по патенту РФ 2124564 кл. С 21 В 9/10, содержащее соединенные посредством гофрированной диафрагмы патрубки, внутри к одному из которых консольно прикреплена обейчатка с возможностью образования между последней и внутренними поверхностями патрубков кольцевой камеры. Компенсаторы по известному техническому решению, как правило, являются либо углового, либо шарнирно-поворотного исполнения.

Недостатком известного технического решения является невозможность использования упомянутого компенсатора в качестве осевого, так как с увеличением длины гофрированной диафрагмы увеличивается длина консольной обечайки и нагрузки на нее от футеровки внутри трубопровода, что способствует снижению надежности работы футеровки как данного узла, так и воздухопровода горячего дутья в целом.

Задача, на решение которой направлено предложенное техническое решение, - повышение надежности работы трубопровода горячего дутья. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение стабильности работы тракта горячего дутья и снижение расхода газообразного топлива.

Вышеуказанный недостаток исключается тем, что компенсатор воздухопровода горячего дутья, содержащий соединенные посредством гофрированной диафрагмы патрубки, внутри к одному из которых консольно прикреплена обечайка с возможностью образования между последней и внутренними поверхностями патрубков кольцевой камеры, снабжен бобышками, расположенными в проеме кольцевой камеры и закрепленными на консольной части обечайки за местом соединения противолежащего с ней патрубка с гофрированной диафрагмой, при этом толщина каждой из бобышек составляет 0,80-0,95 величины проема кольцевой камеры; а также снабжен, по меньшей мере, одной термопарой, размещенной в проеме кольцевой камеры образующей обечайки и гофрированной диафрагмой.

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей:
на фиг.1 изображен общий вид устройства;
на фиг.2 - разрез А-А фиг.1
Компенсатор воздухопровода горячего дутья содержит патрубки 1 и 2, соединенные гофрированной диафрагмой 3. Внутри к патрубку 1 консольно прикреплена (приварена) обечайка 4 с возможностью образования между последней и внутренними поверхностями патрубков 1 и 2 и гофрированной диафрагмой 3 кольцевой камеры 5. Компенсатор снабжен бобышками 6, которые расположены в проеме кольцевой камеры 5 и закреплены на консольной части обечайки 4 за местом соединения противолежащего с ней патрубка 2 с гофрированной диафрагмой 3. Толщина а каждой из бобышек 6 составляет 0,80-0,95 величины в проема кольцевой камеры 5. Компенсатор снабжен также, по меньшей мере, одной термопарой 7, размещенной в проеме кольцевой камеры 5 между образующей обечайки 4 и гофрированной диафрагмой 3. На патрубке 1 закреплены трубки 8, сообщенные с кольцевой камерой 5 для подачи хладагента. Наружная поверхность обечайки 4 покрыта газопроницаемым волокнистым огнеупорным материалом 9, например коалиновой ватой.

Компенсатор воздухопровода горячего дутья работает cледующим образом. Компенсатор размещают (при монтаже) между патрубками 10 трубопровода горячего дутья, а затем сваривают между собой. Затем огнеупорным кирпичом 11 производят футеровку внутренних поверхностей патрубков 10 и компенсатора с образованием температурного шва 12, который заполняется коалиновой ватой.

По трубопроводу осуществляется подача горячего воздуха (дутья) в доменную печь. При термическом удлинении или сокращении трубопровода гофрированная диафрагма 3 компенсатора беспрепятственно сжимается или растягивается. При этом в трубопроводе возникают продольные усилия (которые передаются на опоры или сооружения) с величиной, определяемой только упругостью собственного компенсирующего элемента. Если температура компенсатора превысит номинальное значение, то по сигналу от термопары 7 по трубкам 8 в кольцевую камеру 5 начнет подаваться хладагент для охлаждения компенсатора.

Расположение бобышек 6 в проеме кольцевой камеры 5 и закрепление их на консольной части обечайки 4 за местом соединения патрубка 2 с гофрированной диафрагмой 3 обусловлено уменьшением величины прогиба обечайки 4 в результате ее деформации как от веса футеровки 11, закрепленной на ней, так и от температурных колебаний подаваемого дутья, и как следствие - предотвращаются разрушения футеровки компенсатора.

Если толщина а каждой из бобышек 6 будет меньше 0,8 величины в проема кольцевой камеры 5, то при деформации (прогибе) обечайки 4 от веса футеровки 11 может произойти разрушение последней, что приведет к выходу из строя как компенсатора, так и воздухопровода горячего дутья.

Если толщина а каждой из бобышек 6 будет больше 0,95 величины в проема кольцевой камеры 5, то при деформации обечайки 4 от веса футеровки 11 и температурных колебаний подаваемого дутья возможно заклинивание обечайки 4 в патрубке 2, что может привести к аварийной ситуации и выходу из строя компенсатора.

Таким образом, введение в компенсатор воздухопровода горячего дутья бобышек, расположенных в проеме кольцевой камеры и закрепленных на консольной части обечайки, толщиной, равной 0,80-0,95 величины проема кольцевой камеры, предотвращает разрушение футеровки компенсатора, следствием чего является повышение надежности работы трубопровода горячего дутья. То есть, задача, на выполнение которой направлено техническое решение, выполняется. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение стабильности работы тракта горячего дутья и снижение расхода газообразного топлива.