Тарельчатый клапан

 

(72) Авторы изобретения

В . И. Люленков, Г. Б, Трушевич, А. С. Шинкаренко и H. Г. Игонин

Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургичес кий институт (7f) Заявитель

f

1 (54) ТАРЕЛЬЧАТЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию

1 доменных печей.

Известно устройство клапана с грузовым уравновешиванием, содер>кашее привод, седло, двуплечий рычаг с шарнирно подвешенной к одному плечу запорной тарелью и закрепленным на другом плече противовесом. Уравновешивание и фиксация тарели клапана с необходимыми ю усилиями прижатия в двух крайних положениях осушествляется при помэши противовеса, закрепленного на рычаге.

Открывание и закрывание клапана осуществляется с помошью сэответствуюшего привода (1) .

Однако грузовэе уравнэвешивание существенно увеличивает маховые массы и продолжительность цикла рабэты клапана. При этом в приводе .клапана вэз- щ никают значительные динамические нагрузки при разгон, торможении и, особенно, при замыкании. Указаннаыо недостатки снижают срок службы клапана, уменьшают производи тел ьнос ть агрега та, и приводят к значительному расходу энергии.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является устройство клапана с торсионным уравновешиванием, содержашее привод, седло, шарнирно установленную на рычаге вала привода тарель. Уравновешивание и фиксация тарели клапана с необходимыми усилиями прижатия в двух крайних положениях осушествляется через системы рычагов, шарнирно связанных с торсионом, предварительное напряжение которого осушествляется с помощью винтовой стяжки. Открывание и закрывание известного устройства осуществляется с помошьюпривода, врашаюшего вал клапана P2) .

Однако торсионное уравновешивание, представляя собой пространственный механизм, сушественно увеличивает габариты клапана, усложняет конструкцию монтаж и демонтаж агрегата, исключает

3 9985 возможность агрегатного способа ремонта.

Целью изобретения является снижение габаритов клапана, облегчение условий монтажа и демонтажа, осуществление 5 воэможности агрегатного способа ремон. та и упрощения конструкции.

Указанная цель достигается тем, что терельча ый клапан, содержеший привод, седло, шарнирно установленную на рычаге >© тарель, и механизм уравновешивания и фиксации тарели в. крайних положениях, связанный одним концом через рычаг с валом тарели, механизм уравновешивания и фиксации тарели выполнен в виде двух звеньев, связанный между собой предварительно; напряженным пружинным элементом, и прикреплен другим концом к неподвижной опоре с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной валу тарели.

На фиг. 1 показана пространственная кинематическая схема клапана, закрытое положение; на фиг. 2 — схема уравновешивания клапана и фиксации его в крайних положениях — (Закрытое I, от. крытое Й ) с пружинным элементом сжатия; на фиг. 3 - то же, с пружинным элементом растяжения.

Клапан состоит из вала 1 тарели (фиг. 1), рычага 2, не котором с помощью шарнира 3 закреплена тарель 4, в закрытом положении клапана плотно перекрывающие отверстие в седле 5. По концем вала 1 жестко закреплены два рь!чага, один из которых является коромыс3$ лом, д1арнирного четырехзвенного механизме 6 приводя клапана, включающего в данном случае также червячный редуктор

7 и электродвигатель 8, второй рычаг посредством шарнира соединен с меха40 низмом 9 уравновешивания, основой которого является пружинный элемент сжатия либо растяжения, второй конец этого механизма закреплен через шарнир 10 на неподвижной опоре.

В крайних положениях клапана (закрытом I и открытом Й ) от веса тарели клапана и рычага возникают моменты М и М о (фиг. 2), с тремяшиес я выв ес ти терель с рычагом в промежуточное поло. жение. Механизм уравновешивания, противодействуя этим моментам (создавая через рычаг 11 соответственно моменты;

t 1

М„и М g )), надежно удерживает тарель! с рычагом в крайних положениях.

:И

Механизм уравновешивания (фиг. 2) состоит из двух элементов 12 и 13, один из которых скользит в направляю10

4 щих второгр, между которыми вставлена предварительно сжатая пружина 14, создавая необходимые усилия фиксации тарели клапана в крайних положениях.

При использовании пружины растяжения 15 (фиг. 3) конструкция механизма уравноВешивания упрощается, так как

1 исключены взаимоскользящие элементы.

Клепан работает следующим образом.

В закрытом положении клапана тарель

4 (фиг. 2) плотно прижимается к седлу

5 с требуемым усилием, обеспечиваемым сжатой (или растянутой) пружиной через рычаг 11. При открывании клапана крутящий момент от электродвигателя 8 через червячный редуктор 7 и четырехзвенный шарнирный механизм 6 передается на вал тарели 1 и преодолевает уравновешивающий момент М . После прохожде1 ния рычагом 11 (фиг. 2 и 3) мертвого положения — максимальное сжатие (растяжение) пружины — урявновешивею ций момент, меняется знак на обратный, надежно фиксируя тарель 4 в открытом по-! ложении 1!, обеспеченном моментом М .

М

Закрывание клепана происходит в обратном порядке. Привод 8 (фиг. 1) вращает вел 1 тарели, преодолевает момент

1 I уравновешивания М (фиг. 2 и 3) в крайнем открытом положении. После прохождения рычагом 11 мертвого положения уравновешивающий момент Мр меняет знак не обратный (создается и начиняет расти уравновешивающий момент М ! который в крайнем положении, преодолевая момент М от весе рычага 2 и тарели 4, обеспечивает плотное и надежное прижятие тарели к седлу 5)..

Предварительное напряжение пружин должно являться таким, чтобы моменты ! I уравновешивания М и М (в крайних по1 ложениях тарели) были оольше соответствующих моментов сопротивления Я„и

М2 (от собственного веса тярели). Величина предварительного напряжения является расчетным параметром и зависит в первую очередь от необходимого усилия прижатия тарели к седлу, которое должно быть достаточным для обеспечения rep1 метичности клапана, а момент Мо удерживающий тарель в крайнем открытом положении 11, должен являться достаточным, чтобы предотвратить поворот клепана в промежуточное положение, где рабочая поверхность клапана может оказаться под абразивным, воздействием потока сыпучего материала и запыленного газа.

S 9985

Предлагаемая конструкция клапана с, механизмом уравновешивания н фиксации тарели в крайних положениях позволяет применить агрегатный способ ремонта, т,е. По сравнению с известным клапаном j повысить производительность труда рабочих во время осуществления ремонта .загрузочных устройств доменных печей, сократить их простои, повысить надежность работы клапанов. Имея малый . 1й приведенйый маховой момент, предлагаемая конструкция уравновешивания надежно удерживает тарель. в закрытом состоянии при посадке в седло, предотвращая возможные отскоки ее и попа- 1$ дание в зазор мелких кусочков материалов, что устраняет пневм оабраэивный износ контактных поверхностей и значительно увеличивает срок службы клапана. 20

Б результате использования изобретения за счет сокращения сроков ремонта и уменьшения затрат на его осуществле .ние, повышение срока службы контактных . поверхностей клапана, экономический 25 эффект.составляет около 50.тыс. руб. на одну доменную печь обьемом

i 2000 м .

10 4

Формула изобретения

Тарельчатый клапан, содержащий привод, седло, шарнирно установленную на рычаге тарель и механизм уравно-. вешивания и фиксации тарели в крайних положениях, связанный одним концом через рычаг с валом тарели, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения габаритов клапана, облегчения монтажа и демонтажа, осуществления возможности агрегатного способа ремонта и упрощения конструкции, механизм уравновешивания и фиксации тарели выполнен в виде двух звеньев, связанных между собой предварительно напряженным пружинным элементом, и прикреплен другим концом к неподвижной опоре с воэможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной валу тарели.

Источники.информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Штепа Е. Д. и др. Особенности динамики привода тарельчатых клапанов загрузочных устройств доменных печей.

Сталь. 1977, N. 4, с. 304-306.

2. Авторское свидетельство СССР

% 572498, кл. С 2 1 В 7/ 18, 1976.

//

Фиг. Г

Составитель Б. Нгинский

Редактор Н. Рогулич Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ l076/45 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного «омитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/""

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4