Результат интеллектуальной деятельности: КЛАПАН ГОРЯЧЕГО ДУТЬЯ ДОМЕННЫХ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конструкции клапанов горячего дутья для воздухопроводов доменной печи.

Известен клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей, содержащий запорный диск, водоохлаждаемый корпус с крышкой, состоящий из горловины, присоединительных фланцев и цилиндрической части, внутри которой с образованием между ними межкольцевого пространства для размещения запорного диска расположены упорные кольца, кольцевые каналы для охлаждающей упорные кольца и присоединительные фланцы воды, размещенные по обе стороны от межкольцевого пространства, патрубки, связанные с системой подвода и отвода охлаждающей воды (ФРГ №2366032, F16K 49/00, заявл. 01.06.1973 г., опубл. 17.11.1983 г.; ФРГ №2850640, F16K 49/00, заявл. 22.11.1978 г., опубл. 04.06.1980 г.; №4141801 С21В 9/12, заявл. 18.12.1991 г., оп. 04.02.1993 г.).

Кольцевой канал для охлаждения упорных колец подключен к системе подвода охлаждающей воды через патрубок, смонтированный в верхней части горловины корпуса, и перепускным отверстием связан с примыкающим к нему каналом для охлаждения низа (180°) межкольцевого пространства для размещения диска. Канал для охлаждения присоединительных фланцев подключен к системе подвода и отвода охлаждающей воды через патрубки внизу корпуса клапана. Все три канала для охлаждающей воды имеют общие стенки.

Охлаждающая вода по каналу в горловине корпуса подается в кольцевой канал для охлаждения упорных колец, двумя потоками по нему (первичный контур охлаждения) идет до перепускного отверстия, выполненного в нижней части корпуса, попадает в канал для охлаждения низа (180°) межкольцевого пространства для размещения диска (второй охлаждающий контур) и по нему возвращается в горловину корпуса, образуя возвратный канал для охлаждающей воды. Охлаждение присоединительных фланцев обеспечивается независимо от первичного и вторичного контуров. Охлаждающая вода после прохождения по окружности кольцевого канала, в котором установлена разделительная перегородка между входом и выходом, удаляется из него.

Недостатком этой конструкции клапанов является прежде всего большой расход охлаждающей воды. Кроме того, эффективность охлаждения корпуса недостаточна, вследствие невысокой скорости потока воды как в возвратном канале, так и в канале охлаждения присоединительных фланцев, что также чревато засорением каналов механическими взвесями.

Известен также клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей, в котором с целью уменьшения расхода охлаждающей воды на внутренней поверхности горловины корпуса и на участке между упорными кольцами у нижнего края запорного диска нанесена огнеупорная футеровка (ФРГ №2755719, С21В 9/12, заявл. 14.12.1977 г., опубл. 07.09.1978 г.). Каналы для охлаждения упорных колец и присоединительных фланцев выполнены аналогично указанным выше клапанам.

Основным недостатком данной конструкции клапана является то, что охлаждение наиболее теплонагруженных элементов - упорных колец корпуса происходит опосредовано через горловину, а это снижает эффективность их охлаждения.

Наиболее близким по технической сущности является клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей, содержащий водоохлаждаемый футерованный запорный диск, водоохлаждаемый футерованный корпус с крышкой, состоящий из футерованной горловины, присоединительных фланцев и цилиндрической части, внутри которой с образованием между ними межкольцевого пространства для размещения запорного диска расположены упорные кольца, а с каждой стороны межкольцевого пространства выполнены два кольцевых канала для воды, охлаждающей упорные кольца и присоединительные фланцы, связанные между собой отверстием, каналы для охлаждающей воды на боковой наружной поверхности корпуса, патрубки, связанные с системой подвода и отвода охлаждающей воды (ФРГ №2518074, С21В 9/12, заявл. 23.04.1975 г., опубл. 04.11.1976 г.).

Подвод охлаждающей воды в кольцевой канал, охлаждающий упорные кольца, осуществляется через два патрубка на горловине корпуса, и так как полости кольцевых каналов вверху и внизу и в горловине разделены перегородкой, то циркуляция охлаждающей воды идет на участке 180° каждого кольца и, пройдя полкольца канала, охлаждающего упорные кольца, вода через перепускное отверстие попадает в канал, охлаждающий фланцы, и оттуда противотоком возвращается к патрубкам в горловине.

Каналы на боковой наружной поверхности корпуса имеют свою систему подвода сверху и отвода снизу охлаждающей воды.

Недостаток известной конструкции клапана горячего дутья доменных воздухонагревателей заключается в том, что как и в предыдущих конструкциях используется несколько систем подвода и отвода охлаждающей воды, а это увеличивает расход воды, усложняет обслуживание. Кроме того, охлаждение наиболее теплонагруженных элементов конструкции - упорных колец, происходит опосредовано через горловину корпуса, что снижает эффективность их охлаждения.

Задача настоящего изобретения состоит в создании клапана горячего дутья доменных воздухонагревателей, позволяющего сократить расход охлаждающей воды, обеспечив при этом эффективность его охлаждения.

Поставленная задача достигается тем, что клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей, содержащий водоохлаждаемый футерованный запорный диск, водоохлаждаемый футерованный корпус с крышкой, состоящий из горловины, присоединительных фланцев и цилиндрической части, внутри которой с образованием межкольцевого пространства для размещения запорного диска расположены упорные кольца, а с каждой стороны от межкольцевого пространства выполнены два кольцевых канала для воды, охлаждающей упорные кольца и присоединительные фланцы, связанные между собой отверстием, каналы для охлаждающей воды на боковой наружной поверхности корпуса, патрубки, связанные с системой подвода и отвода воды, согласно изобретению снабжен установленным в нижней части корпуса с каждой стороны межкольцевого пространства перегораживающим канал для охлаждающей фланец воды патрубком с двумя отверстиями, одно из которых подсоединено к системе подвода охлаждающей воды и охлаждающему упорное кольцо каналу, а второе отверстие - к охлаждающему фланец каналу и к каналу для охлаждающей воды на боковой наружной поверхности корпуса, при этом на каждой фронтальной наружной поверхности горловины корпуса размещен канал для охлаждающей воды, связанный с каналом на боковой наружной поверхности корпуса и подключенный к системе отвода охлаждающей воды.

Такое конструктивное выполнение клапана горячего дутья доменных воздухонагревателей позволяет снизить расход охлаждающей воды при увеличении эффективности охлаждения благодаря тому, что использование патрубка для подвода и отвода охлаждающей воды в качестве разделительной перегородки в канале для охлаждения фланцев позволит свести к минимуму застойные зоны в каналах, обеспечить высокую скорость потока охлаждающей воды в каналах.

Внутренний канал охлаждения (канал охлаждения колец) позволяет эффективно охладить наиболее теплонагруженные элементы конструкции клапана - упорные кольца корпуса. При этом обеспечивается скорость потока охлаждающей воды > 1 м/с, что гарантирует вынос механических взвесей и устраняет опасность засорения канала охлаждения.

Внешний канал охлаждения обеспечивает эффективное охлаждение присоединительных фланцев корпуса клапана, что способствует нормальным условиям работы межфланцевых уплотнений.

Наружный канал охлаждения (каналы на фронтальной наружной поверхности горловины корпуса) обеспечивает эффективное охлаждение прифланцевой зоны горловины корпуса клапана, что также способствует нормальным условиям работы межфланцевого уплотнения "корпус-крышка".

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей, общий вид;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2;

на фиг.4 - вид В на фиг.2.

Клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей содержит футерованный водоохлаждаемый запорный диск 1 и футерованный водоохлаждаемый корпус 2 с крышкой 3. Корпус 2 состоит из футерованной горловины 4, присоединительных фланцев 5 и цилиндрической части 6, внутри которой расположены упорные кольца 7, образующие между собой межкольцевое пространство 8 для размещения запорного диска 1. Для охлаждения упорных колец и присоединительных фланцев в цилиндрической части 6 корпуса 2 с каждой стороны от межкольцевого пространства выполнены кольцевые каналы 9 и 10 для охлаждающей упорные кольца 7 и присоединительные фланцы 5 воды, соединенные между собой отверстием 11 и патрубком 12 с двумя отверстиями 13 и 14. Патрубки 12 установлены в нижней части корпуса 2. Отверстие 13 подсоединено к системе подвода охлаждающей воды (не показана) и каналу 9, охлаждающему упорные кольца 7. Отверстие 14 подсоединено к каналу 10, охлаждающему присоединительный фланец 5 и к каналу 15 для охлаждающей воды, расположенному на боковой наружной поверхности корпуса 2 посредством канала 16. В канале 9 рядом с отверстием 13 установлена перегородка 17. На фронтальной наружной поверхности горловины 4 смонтированы каналы 18, связанные с каналами 15 и подключенные к системе отвода охлаждающей воды.

Клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей монтируется в воздухопроводе доменной печи и подключается к системе подвода и отвода охлаждающей воды. С каждой стороны от запорного диска 1 через отверстие 13 вода попадает в канал 9, охлаждающий упорные кольца 7, двигаясь в одном направлении от перегородки 17, затем через отверстие 11 попадает в канал 10, охлаждающий присоединительные фланцы 5, и противотоком перемещается по каналу 10 до отверстия 14 в патрубке 12. Через отверстие 14 и канал 16 вода попадает в канал 15 на боковой наружной поверхности корпуса 2 клапана, затем в канал 18 на фронтальной плоскости горловины 4 корпуса 2 и в систему отвода воды (не показана).

Предложенный клапан горячего дутья доменных воздухонагревателей по сравнению с известными позволяет повысить срок его службы за счет увеличения эффективности охлаждения корпуса.