CS198234B2 - Evacuating valve for receptacles for the raw gas particularly for the shaft furnaces - Google Patents

Description

(54) Výpustný ventil . pro nádrže na surový plyn, zvláště pro šachtové pece

Vynález se týká výpustného ventilu - pro nádrže . na surový plyn, zvláště pro šachtové pece, zahrnujícího uzavírací poklop ovládaný pomocí pohyblivého ramena, který je opatřen těsnicí plochou pro spolupůsobe» ní s ventilovým sedlem upraveným na výtoku výpustného potrubí surového plynu, poháněči ústrojí, jakož i toto poháněči ústrojí ovládající ústrojí sloužící k - pohybování I uzavíracím poklopem pomocí pohyblivého ramena.

Zařízení tohoto druhu je - známé a skládá se - z poháněcího ústrojí sestávajícího ' z hydraulického válce připojeného k baterii hydroelastických zásobníků, přičemž - ovládací mechanismus - . je tvořen pouze pístnici, která přímo spojuj'e hydraulický válec s kyvným ramenem nesoucím uzavírací poklop. Použije-li se poklop tohoto typu jako pojistná — explozní — záklopka, pak - je tato uváděna do činnosti proti hydroelastické přítlačné síle - hydraulického - válce buď přímo tlakovou vlnou, například explozí, nebo též i automatickým ovládáním, hydraulického válce. Při tomto automatickém ovládání hydraulického válce je otevírání uzavíracího poklopu řízeno také tlakem plynu v kychtě s mezízapojením regulovatelných, na nastavovací - členy hydraulického válce působících monostatů, které regulují přívod tlakového oleje- k - - hydraulickému - válci tím způsobem, - že automatické otevření poklopu nastává při abnormálním vzestupu tlaku plynů v kychtě.

Otevření tohoto· - poklopu , . spočívá - v tom, že je o určitou - míru nadzdvihován ze -svého sedla. Když se nyní tento' poklop použije na výtoku - výpustného potrubí, jako - je - - tomu v případě pojistných — explozních- — záklopek, nebo i - jako- záklopky pro - uzavírání přívodu vzduchu do pece, když - - je- tato přiškrcována, pak tato - okolnost znamená, že uzavírací - člen neu-volňuje - úplně - výpustný otvor, což- je značně rušivá nevýhoda. Tím je totiž velmi ztížen - přístup k těsnicím -prostředkům sedla poklopu, který - je nutný ať již za - účelem opravy nebo - demontáže; jakož i v případě výměny - opotřebovaných částí, jako sedla ventilu - nebo popřípadě měkkého těsnění, Navíc jsou - při otevřeném poklopu vystaveny - - části posledně uvedené, jakož i části ovládacího mechanismu korozívnímu působení horkých - vysokopecních - plynů a jimi unášených - hrubých částeček prachu.

Jiné návrhy na řešení -bylo možno realizovat . pouze s upuštěním - od jistých předností výše popsaného zařízení, zvláště pokud jde o použití hydraulických válců s hydroelastickým působením. Problém, který vyvstane při použití hydraulického uzavírání uzavíra čího poklopu, má-li uzavírací člen úplně uvolnit výtokový otvor, spočívá v tom, že se musí vyskytovat přijatelný vztah mezi přítlačnými silami hydraulického válce a silami nutnými pro uzavření, ve spojení s krátkými stavěcími dráhami pístu hydraulického válce při ohledu na přijatelnou spotřebu oleje' Není doposud znám žádný mechanismus, jímž by bylo možno dosáhnout pomocí elasticky působícího hydraulického válce úplného uvolnění sedla ventilu a přitom pak též současně splňovat obě tyto pod-, minky.

Úkolem vynálezu je vytvořit uzavírací poklop pro horké plyny, jenž by neměl nevýhody a nedostatky současného stavu techniky nebo by tyto z největší části vylučoval a který by umožňoval úplné otevření výpustného otvoru bez použití výkonného hydraulického válce s vysokou spotřebou oleje.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že ovládací mechanismus sestává alespoň z jedné páky výkyvné okolo osy kolmé к pohyblivému ramenu а к podélné ose vedení surového plynu, jejíž jeden konec je spojen s poháněcím ústrojím a druhý konec je sklouben alespoň s jedním vahadlem spojeným s pohyblivým ramenem uzavíracího poklopu.

V jednom provedení tvoří poháněči ústrojí hydraulický válec, který může být podle příslušné varianty provedení připojen к baterii hydroelastických zásobníků.

U jiného provedení se poháněči ústrojí skládá z vrátku a ze zařízení pro přenášecí síly mezi tímto vrátkem a kyvným ramenem.

Přednost specifikovaného ovládacího mechanismu vyplývá z okolnosti, že se úhel mezi pohyblivým ramenem a mezi vahadlem nebo vahadly průběžně mění při vychytávání poklopu z polohy uzavření do polohy otevření, a opačně. Z toho vyplývá, že síly efektivně přenášené na poklop, jakož i rychlost pohybu poklopu převráceně úměrná к přenášeným silám se běžně mění, a to při konstantní síle a konstantní rychlosti pohybu poháněcího ústrojí. Na základě této skutečnosti je ovládací mechanismus koncipován v tom směru, že síly působící na poklop jsou tehdy největší, když je to skutečně nutné, tj. v jeho uzavírací poloze, zatímco síly při otevírání poklopu jsou ve spojení s velkou rychlostí odklápění tohoto poklopu méně velké. Tímto způsobem bylo umožněno, aby s pomocí poháněcího mechanismu s jen malou polohovací dráhou a s poměrně malým výkonem byl poklop úplně vzdálen z rozsahu výpustného otvoru a proudu plynů.

Příklady provedení vynálezu jsou znázorněny na výkresech, kde značí: obr. 1 schematické znázornění v čelním pohledu, částečně v podélném řezu, prvého příkladu provedení výpustného ventilu v uzavřené poloze, obr. Ia schematické znázornění ovládacího mechanismu pro otočné šoupátko nacházející se uvnitř potrubí surového plynu, obr. 2 znázornění podobné jako v obr. 1, avšak při otevřené poloze výpustného ventilu, obr. 3 ovládací mechanismus podle obr. 1 při pohledu z levé strany, obr. 4 ovládací mechanismus poklopu jak v jeho otevřené, tak v uzavřené poloze, obr. 5 ve zvětšeném měřítku dílčí znázornění z obr. 1, obr. 6 rozklad sil pro jeden bod ovládacího mechanismu, obr. 7 prvou variantu prvého příkladu provedení, obr. 8 druhou variantu prvého příkladu provedení, obr. 9 čistě schematickým způsobem druhý příklad provedení ovládacího mechanismu s teleskopickou pákou, obr. 10 speciální funkční schéma mechanismu podle obr. 9, obr. 11 ve zvětšeném měřítku konstrukční detail z obrazů 9 a 10, obr. 12 prvou variantu mechanismu podle obr. 9, obr. 13 druhou variantu příkladu provedení podle obrazu 9, obr. 14 schematické znázornění spojení kulovým kloubem s pružinou mezi pohyblivým ramenem a poklopem, obr. 15 schematickým způsobem poháněči mechanismus pro ovládání poklopu pomocí vrátku, obr. 18 řez podél čáry XVI—XVI z obr. 15 ve schematickém znázornění.

V různých obrazech jsou stejné díly opatřeny stejnými vztahovými značkami.

Prvý příklad provedení výpustného ventilu je popisován se současným přihlédnutím к obr. 1 až 4. Referenčním číslem 20 označený výpustný ventil je představován poklopem 22 a kruhovitou těsnicí plochou 28. V uzavřené poloze poklopu je přitlačován na ventilové sedlo 24, které je připevněno na výtoku výpustného potrubí, zde výpustného vedení surového plynu vysoké pece. Poklop je ovládán pomocí otočného ramena 30, které je ve znázorněném provedení provedeno jako dvojité rameno U-tvaru, jehož konce ramen jsou uloženy na dvou hřídelích 40, 40*, okolo kterých se může rameno natáčet. Poklop 22 je opatřen nosným okem 34, které je uloženo na hřídeli uchyceném mezi oběma rameny otočného ramene 30 takovým způsobem, že poklop může vykonávat vzhledem к otočnému ramenu 30 malý klopný pohyb. Úhlová vůle poklopu 22 ve vztahu к otočnému ramenu 30 je zajištěna několika stavěcími šrouby, z nichž jsou pro názornost ukázány dva u 38, 38. Toto nastavitelné vychytávání poklopu 22 v otočném ramenu 30 umožňuje všestrannou adjustaci poklopu a v důsledku toho i dobré přilehnutí těsnicí plochy 26 na ventilové sedlo 24. Oba nosné hřídele 40, 40* jsou montovány do konzoly tvořící se stěnami vedení 28 jednu jednotku, která se skládá v podstatě ze dvou plechů 42, 42' a dvou opěr 44, 44‘, čímž je dáno uložení pro hřídele 40, 40*. Hydraulický válec, jehož otočné čepy 56, 56* jsou rovněž uloženy na oba plechy 42, 42* konzoly, je připojen na nenakreslený hydraulický okruh s hydroelasťickými zásobníky. Tento hydraulický válec 54 ovládá přes svoji pístnici 52 krátké silové

6 rameno 46b lomené páky 46, která může být kolem svého výkyvného uložení 48 . na obou plochách konzoly 42, 42‘ pootoáčena. Zatěžovací rameno této lomené páky 46a, 46, které se může volně pohybovat mezi oběma hřídelemi 40, 40‘ a oběma čelistmi otočného ramena 30, je na jednom konci připojeno k jednomu konci dvou _ jako vybočovací vzpěry sloužících ' vahadel 50, 50‘, jejichž druhé konce jsou na své straně připojeny ke dvěma čelistem otočného ramena 30.

Když se uvede, vycházíme-li z polohy znázorněné v obr. 1, ' do činnosti hydraulický válec 54 ' a pístnice 52 se vysune, ; pak je lomená páka 46 natáčena proti směru ručiček ' hodinových okolo své osy otáčení 48, čímž vyvolají vahadla 50, 50‘ pootočení ramena 30 okolo hřídelů 40, 40‘ a' tím ' i nadzvednutí poklopu 22 z jeho usazení. V dalším průběhu ; těchto pohybových pochodů se ventil ' úplně otevře ' a dostáváme polohu podle obr. 2, ze; kterého je zřetelně vidět, že ' poklop byl úplně odstraněn ' z rozsahu vedení ' 30 ' a tím i z ; dosahu plynů ; vycházejících ž ' tohoto ' vedení. ' Pro uzavření poklopu se hydraulický válec uvede do ' činnosti ' v opačném směru.

Aby byl poklop udržován v průběhu provozu ' vysoké pece v uzavřené poloze, musí být přes ' hydraulický válec 54 trvale ' zatěžován ' přítlačným 'tlakem, ; který ; musí být vyšší, než je protitlak na kychtě; tento tlak může u moderních vysokých pecí dosahovat hodnoty 3 barů. Výstup plynů pod tlakem se provádí tak, že při výskytu nárazové vlny pocházející od exploze se poklop poněkud pootevře proti hydroelastické přítlačné síle hydraulického válče 54 a ' v' případě abnormálního vzestupu tlaku uvnitř vedení se automaticky uvede do činnosti ; hydraulický válec 54 ve ' smyslu otevření poklopu ; 22.

V uzavřené poloze ; poklopu 22 vzniká ' silou pístu hydraulického válce na konci . zatěžovacího ramena 46a lomené páky 46 ; síla F, ' jejíž velikost , závisí na pákovém poměru pákových ramen 46a, 46b. Složka Fi této síly F je přenášena přes čelisti 50, 50‘ na otočné rameno 30, přičemž efektivně ' na poklop působící síla se rovná' této síle Fi násobené délkovým poměrem ramen pák, který je funkcí bodu působení čelistí 50, 50‘ na otočném ramenu 30.

Rozložení síly F je znázorněno v obr. 6.' Kromě složky Fi vyvolává síla F i reakční složku F2 v ramenu páky 46a. Velikost složky síly Fi přenášené čelistmi 50, 50‘ je funkcí úhlu a mezi těmito čelistmi a ramenem páky 46a. Z tohoto . obrázku vyplývá, že při úhlu a‘'jen poněkud menším oproti úhlu a je silová složka Fi značně větší než složka síly ' Fi odpovídající úhlu a. Z toho vyplývá, že přítlaná síla poklopu 22 se při malém úhlu a zvětšuje, a opačně, a že hydraulickým válcem 54 dodávaná síla pístu může být o to ; menší, o co je menší i úhel a v uzavřené poloze poklopu 22.

V obr. ' 4 jsou zakresleny úhly a ' pro po lohu otevření ' a zavření poklopu a označeny jako ai, popřípadě <x2, přičemž je vidět, že ai je podstatně větší než «2, Následkem toho má při stejné síle pístu u hydraulického válce 54 na poklop 22 působící síla v poloze uzavření maximální hodnotu a v poloze otevření hodnotu minimální. ' To představuje jednu z nejpodstatnějších výhod popsaného výpustného ventilu, protože u tohoto jsou ' poměry přenosu sil nejpříznivější v té poloze, při které musí být ; vyvíjeny největší síly na ; poklop. Naproti tomu ' postačuje ;;; v polohách, ve kterých ' je tento poměr méně příznivý, ' taková síla, jež by právě' po-, stačovala ke zvednutí poklopu; tato síla '' je přirozeně , značně menší než ' síla potřebná k přitlačení poklopů na ventilové sedlo.

Další výhodný průvodní zjev úhlové změny ' mezi vahadly 50 a ramenem 46a páky při odklápění poklopu 22 . je změna·, lineární rychlosti ' poklopu ' ' 22 ' při tomto . výkyvném pohybu. ' ' Zatímco ' ' poměr ' přenosu sil ' je ' převráceně ' úměrný velikosti tohoto úhlu .' a, jé' lineární ' rychlost poklopu ' 22 při ' rovnoměrném' uvádění do činnosti hydraulického váb ce '54 úměrná velikosti tohoto úhlu; To ' znamená, ' že ' při otevírání poklopu 22 ' její ' lineární rychlost progresivně stoupá a při uzavírání 'se progresivně' zmenšuje. Jako důsledek ' tohoto stavu věci , se ' pohybuje poklop 22' ' po relativně ' dlouhé ' ' dráze A, ' zatímce pístnice 52 hydraulického ' válce' .54 ' Urazí pouze relativně ' malou ' dráhu B. ' Tato krátká nastavovací dráha pístnice má ' jako důsledek jen ' velmi malou . spotřebu ' ' oleje, tedy cíl, jakého se Všeobecně snažíme dosáhnout.

Při použití výpustného ventilu 20 jako ventilu pro' uvádění do klidu ' je výhodné, umístit uvnitř vypouštěcího vedení 28, uzavíratelného' poklopem 22, otočné šoupátko 78. ' Toto' otočné šoupátko 78 je upevněno ' na hřídeli 80 ležícím kolmo ' k podélné . ose vedení 28, který je uložen ' utěsněně směrem ven ve stěně tohoto vedení 28; otočné šoupátko je -upevněno takovým způsobem, aby se ' mohlo otáčet mezi otevřenou polohou, zakreslenou plnými čarami, a mezi polohou zakreslenou čerchovaně, ve které je více nebo méně uzavřeno.

Schematické znázornění podle obr. ' la ukazuje hydraulický válec 84, jehož pístnice je pak spojena pomocí klikového' ramene 82 s' hřídelem 80 'otočného šoupátka 78. Tento hydraulický válec 84 jé za tím účelem namontován vhodným způsobem z vnější strany' na vedení 28. Poloha hydraulického válce '' 84 a ' klikového ramena 82 nakreslená plnými čarami odpovídá otevřené poloze otočného ' šoupátka 78 podle obr, ' 1.

Když, vycházíme-li' od polohy otočného šoupátka ' znázorněného v obraze plnými čarami, má být klikové rameno 82 uvedeno do' Chodu k zaujetí polohy' znázorněné čerchovaně,' pak se otočné šoupátko 78 rovněž otočí ze své polohy znázorněné plnými čarami v obr. 1 do polohy znázorněné čerchovaně. ' Tato poslední ' poloha odpovídá té198234 měr uzavřené poloze otočného šoupátka. Není nutné, aby v této poloze bylo vedení 28 otočným šoupátkem zcela uzavřeno, protože takové uzavření vedení 28 může být účinněji provedeno pomocí poklopu 22.

V průběhu normálního provozu vysoké pece je otočné šoupátko 78 vždy zcela otevřeno, nezávisle na tom, zda se poklop nachází v poloze uzavřené nebo otevřené podle obr. 1 a 2. Z tohoto důvodu je výhodné uspořádat hydraulický válec 84 způsobem ukázaným v obr. la, protože pak při otevřené poloze otočného šoupátka 78 je pístnice zasunuta, a tudíž není z největší části vystavena atmosférickým podmínkám.

Účel otočného šoupátka 78 spočívá výhradně v tom, že reguluje tah pece, když še výpustný ventil 20 použije jako ventil pro uvedení do klidu. Mluvíme-li zde o stavu klidu pece, pak se tím nerozumí úplné zastavení jejího provozu, nýbrž pouze přiškrcený provoz. V průběhu takového přiškrceného chodu nebo chodu naprázdno se přeruší zavážení pece a pec se všeobecně izoluje od přívodu horkého větru směrem vzhůru a směrem dolů od zařízení pro úpravu kychtových plynů. Spalovací pochody v péci se redukují na minimum a uskuteční se prosazení vzduchem tím, že se atmosférický vzduch vpouští do pece jedním nebo několika tryskovými koleny a spálené plyny se vypouštějí ventilem, který za tím účelem funguje jako ventil pro uvádění do klidu.

Volbou vhodné polohy otočného šoupátka 78 mezi polohami znázorněnými v obr. 1 může být vypouštění spalných plynů v průběhu přiškrceného provozu pece podle libosti řízeno.

Vysoká pec je všeobecně vybavena třemi nebo čtyřmi exlozními záklopkami, zatímco normálně postačí jediná záklopka pro uvedení do klidu. Když však je pec zcela opatřena výpustnými ventily podle vynálezu, pak musí být pouze jeden z nich opatřen otočným šoupátkem 78. '

Protože otočné šoupátko 78 slouží pouze pro regulaci tahu pece, nemusí být v uzavřené poloze poklopu 22 uváděno do činnosti. Je proto možno vhodným zapojením vzájemně zkombinovat polohy hydraulického válce 84 a poháněcího ústrojí poklopu 22 takovým způsobem, že hydraulický válec 84 zaujme v uzavřené poloze poklopu 22 vždy polohu znázorněnou v obr. la..

Obr. 5 znázorňuje ve zvětšeném měřítku řez utěsněním ventilu. Poklop 22 je opatřen kovovým těsnicím kroužkem 62, který je s výhodou připevněn к poklopu přišroubováním; tím se usnadní demontáž tohoto těsnicího kroužku a jeho výměna. Těsnicí plocha 26 tohoto kovového těsnicího kroužku se s výhodou provádí kónická a protiplocha 60 ventilového sedla 24 kulovitě vyklenutá. Zavírací spojení mezi poklopem 22 a sedlem ventilu 24 probíhá v důsledku toho v uzavřené kružnici. Je samozřejmě rovněž mož né vynechat zvláštní kovový těsnicí kroužek 62 a těsnicí plochu 26 z vhodného materiálu upravit přímo na vnitřní ploše poklopu 22.

Nezávisle na tom, zda je těsnicí plocha 26 demontovatelná nebo pevná, je zde možnost opatřit ji navíc ještě elastickým měkkým těsněním 64. V tomto případě se upraví kruhové těsnicí žebro 66, buďto na poklopu 22, nebo na těsnicím kroužku 82, které stlačí elastické těsnění 64, když poklop 22 spočívá na svém sedle 24. Navíc může být přes přívod 68 ve ventilovém sedle 24 přiváděn chladicí prostředek do takto upraveného kruhového prostoru mezi kovovým těsnicím kroužkem, elastickým těsněním a těsnicím žebrem 66 za účelem zlepšení utěsnění a umožnění provádět ochlazování při otevření poklopu. Tímto chlazením se zabrání předčasnému rozrušení elastického těsnění a rovněž i tepelné deformaci kovového těsnicího kroužku.

V obr. 7 je znázorněna varianta příkladu provedení podle obr. 1 až 4, a to v tom smyslu, že tlačná pružina 70 působící na zalomenou páku 46 se opírá na jedné straně o pevný bod 72, který tvoří s plechy 42, 42‘ konzoly, jednu jednotku a okolo kterého může být pružina naklápěna, a na druhé straně se opírá o konec pístnice 52 nebo ramena 46a páky 46. Tato pružina, umístěná ve dvou teleskopicky upravených válcích 74, 74‘, má předpětí.

Jak otevření záklopky 52, tak i její uzavření nastává nejdříve proti směru účinku pružiny 70 a v následujícím s podporou této pružiny, jak je vidět z obr. 7. Nastává tedy přechod z jedné ze znázorněných poloh do druhé nejdříve s vyvoláním stlačení pružiny 70 a v následujícím s povolením této pružiny. Pokud je pružina opatřena předpětím přibližně 0,3 až 0,4 baru, může udržovat poklop 22 v uzavřené poloze, pokud pracuje pec bez protitlaku, a to i při nečinném hydraulickém válci. Tato pružina představuje přídavné pojištění s přihlédnutím к okolnosti, že její působení může nahradit působení hydraulického válce, když tento je z toho nebo onoho důvodu právě mimo provoz.

Obr. 8 ukazuje variantu provedení podle obr. 7. Podle obr. 8 nastává otevření poklopu proti účinku pružiny 76, kterou je v ukázaném příkladu tažná pružina s působením na prodloužení pákového ramene 46b. Je samozřejmě rovněž možné použít pružinu tlačnou a/nebo pružinu umístit na jiném místě, jako třeba okolo pístnice 52. jako v případě předchozího obrazu je úlohou této pružiny vytvořit dodatečné zajištění pro případ, kdy by hydraulický válec nefungoval, pro kterýžto účel by měla vyvíjet na poklop tlak nejméně 0,3 až 0,4 baru.

Je samozřejmě možné provést rozličné konstrukční změny u příkladu provedení podle obr. 1 a následujících, aniž je tím dotčena základní myšlenka vynálezu. Tak by bylo možno například opatřit zařízení jen otočným ramenem 30 s jediným třmenem — namísto dvoutřmenového ramene v U-tvaru; v tomto případě by však nemuselo být zařízení opatřeno dvojitým zatěžovacím ramenem 46a, jehož obě čelisti by musely být umístěny oboustranně otočného ramene 30 a třmene 50.

Rovněž tak je možno pozměnit geometrii ovládacího ústrojí tím způsobem, abychom měli při uzavřené poloze poklopu a provozních podmínkách závislých na nastavovacích poměrech výpustného ventilu optimální úhel « mezi třmenem nebo třmeny 50 a pákou 46.

V obr. 9 a 10 je druhý příklad provedení ovládacího mechanismu pro poklop 122 mezi polohou znázorněnou plnými čarami při uzavření a čerchovanou čarou při poloze otevření. Znázornění různých částí a orgánů je v těchto obrazech provedeno čistě schematicky, protože tyto části, a orgány jsou analogické s těmi z předchozích obrázků. Tak působí hydraulický válec 154 na zalomenou páku 146 otočnou okolo osy otáčení 148. Zatěžovací rameno 146a této zalomené páky je kloubovitě spojeno s vahadlem 150, které je ze své strany připojeno u 151 ke kyvnému rameni 130 nesoucímu poklop 122. Tyto různé části jsou pro polohu uzavření kresleny plnými čarami, pro polohu otevření čerchovaně.

Podstatný rozdíl mezi příklady provedení podle obr. 9 a 10 a provedením podle předchozích obrazů je v tom, že páka 146 je vytvořena jako páka teleskopická. Jak je z obrázku patrno, a se vztahem к obr. 11 a 12, které budou v jednotlivostech ještě popsány, je v pákovém ramena 146a umístěna tlaková pružina 180 takovým způsobem, Že toto pákové rameno 146a může být prodlužováno proti působení této pružiny. Na výkyvném ramenu 130 může být upravena zarážka 182 a při uzavření poklopu 122 lze s její ponjocí přerušit v určité poloze vahadla 150 jeho další pohyb.

Podle příkladů provedení schematicky znázorněných v obr. 9 se nyní po dosažení polohy uzavření poklopu 122 pokračuje s působením hydraulického válce 154. Protože však nyní nemůže ani poklop 122 ani jej nesoucí otočné rameno 130 provádět pohyb a rameno páky 146b je dále vychylováno ve směru ručiček hodinových, dochází к naklápění vahadla 150 okolo jeho úchytného bodu 151 na ramenu 130. Konec 153 vahadla opustí nyní, vycházeje z bodu a, kruhovou dráhu C, jejímž poloměrem a středem otáčení jsou rameno 146a, a osa 148 naklápění, aby sledoval kruhovou dráhu D, jejímž poloměrem je vahadlo 150 a střed otáčení tvoří bod 151. Protože počínaje od bodu a se dráha D vzdaluje od dráhy C, je tento pohyb konce 153 možný pouze na podkladě zařazené pružiny 180, která umožňuje prodloužení pákového ramena 148a. Od bodu a nastává v důsledku toho pohyb pro ti působení pružiny 180 až po mrtvý bod, tj. až к tomu bodu, u kterého jsou vahadlo 150 a pákové rameno 146a navzájem rovnoběžné, a od tohoto bodu pokračuje pohyb za působení pružiny 180, která se snaží za mrtvým bodem se opět uvolnit. Průběhy pohybu se přeruší, když vahadlo 150 přilne na zarážku 182. Tato zarážka 182 je upravena takovým způsobem, že přeruší pohyb vahadla 150 a páky 146 tehdy, když je konec 153 v bodě b, který leží před novým průsečíkem mezi drahami D а С. V této poloze, znázorněné v obr. 9 plnými čarami, zůstává pružina 180 napnutá. Je samozřejmé, že činnost hydraulického válce 154 se přeruší, jakmile vahadlo 150 dosáhne zarážky 182.

Charakteristika pružiny 180 musí být tak dimensována, aby pružina stačila i bez spolupůsobení hydraulického válce přidržovat poklop 122 v uzavřené poloze i proti protitlaku panujícímu v kychtě pece. Protože potom vyvíjí pouze pružina 180 potřebný přítlačný tlak pro udržování poklopu 122 v uzavřené poloze vůči vyskytujícímu se protitlaku 3 barů a více, skýtá provedení podle obr. 9 tu přednost, že po uzavření poklopu 122 může být hydraulický válec 154 uvolněn od tlaku. Rovněž tak může být vysoká pec provozována dále s normálním protitlakem, když je hydraulický válec z jednoho nebo druhého důvodu mimo provoz.

Při explosi a po ní následující tlakové vlně se může poklop 122 nadzvednout ze svého sedla proti působení pružiny 180, aniž se podstatně mění úhlová poloha páky 148 (viz obr. 10). Není proto třeba u příkladu provedení podle obr. 9 používat hydraulický válec s hydroelastickým působením, protože toto elastické působení je přebíráno pružinou 180. Hydraulický válec 154 slouží v důsledku toho výhradně к tomu, aby uváděl při otevírání nebo uzavírání poklopu 122 do pohybu ovládací ústrojí a aby byla překonána síla pružiny 180 při zvedání konce 153 přes mrtvý bod.

Otevírací zdvih poklopu 122, vyvolaný tlakovou vlnou, je velmi malý. Tato možnost otevření poklopu je sama pro sebe pouze bezpečnostním opatřením pro případ výpadku hydraulického válce nebo jeho řízení; má přednost v okamžitém reagování, aniž je nutno uvádět do činnosti hlavní řízení pro ovládání hydraulického válce ve smyslu úplného otevření poklopu 122.

V normálním provozu je hydraulický válec podle současného stavu techniky ovládán prostřednictvím manostatů automaticky, jakmile se překročí předem daná hodnota tlaku, jak to bylo shora popsáno.

Otevření poklopu proti působení pružiny trvá, pokud se toto vyskytne, pouze zlomek sekundy a v podstatě to znamená zahájení pochodu otevírání, které pokračuje působením hydraulického ovládání.

Obr. 11 ukazuje příklad provedení pružiny 180. Tato může být s výhodou tvořena určitým počtem talířových pružin 184, kte198234 ré jsou na sebe poskládány okolo tyče 188 vytvořené jako prodloužení pákové · tyče l<3a. Tyto talířovité kotoučové pružiny mají účinek tlakové pružiny, jejíž předpětí může být nastaveno pomocí seřizovacího šroubu 188.

Pružina 180 může být nahrazena · hydroeiastickým systémem. Podobný systém je schematicky znázorněn v obr. 13 a paušálně označen vztahovým číslem . 190. Tento hvdroelastický · systém 190 zahrnuje válec ! tvořící s částí ramene páky 146a jednu jednotku a posuvný · píst 194 posunující se v tomto· válci, který tvoří s druhou částí páky 146a jednu jednotku. Při stoupavém pohybu · pístu' · · 194 ve válci 192 je stlačován přes vedení 196 olej směrem k jinak známému hydroelastickému zásobníku 198. · Překročí-li tlak v · tomto hydroelastickém zásobníku 198 průchod · na pístu 194, pak proudí olej v opačném· směru vedením 198 -zpět do válce. Tímto · způsobem se dosahuje stejného účinku· jako s pružinou · 180 podle · obr. 11.

Obr. 12 ukazuje . variantu příkladu provedení podle · obr. 9 . v tom smyslu, že v obr.

není páka 146a vytvořena teleskopicky a nemá žádné pružiny. Aby byl přesto umožněn kyvný pohyb vahadla 150 a pákového · ramena 148a přes bod a, ukázaný v obr. 9, dále až do · polohy, ve které dosedne vahadlo 150 · na zarážku 182, je upravena pružina 200 mezi otočné rameno 130 a poklop 122. Tuto tlačnou pružinu 200 může tvořit rovněž sada kotoučových nebo talířových pružin.

Způsob funkce příkladu provedení podle obr. · 12 · odpovídá v každém ohledu způsobu funkce podle obr. 9, s tím jediným rozdílem, že pružina 200 byla ve stejné · funkci přemístěna na jiné · místo, a že konec vahadla 150 a pákového ramena 146a zůstávají na stejné kruhové · dráze C (viz obr. 9], přičemž kyvné rameno 130 a dotykový bod 151 se přemísťují proti působení · pružiny 200, jakmile se uvede do činnosti hydraulický válec 154 a poklop 122 je již · uzavřen.

Je nutno poznamenat, že v příkladu -provedení podle obr. 12 nemusí být použit žádný · hydraulický válec s hydroelastickým působením, nýbrž že · postačuje jednoduchý hydraulický válec. Tento může mimo to, analogicky s · obr. · 9, být · tlakově odtížen, když je poklop 122 uzavřen a ovládací mechanismus je · v poloze nakreslené v obr. 12. Tato poloha je, · stejně jako odpovídající poloha v · obr. · 9, „samozávěrná“ a může být odblokována . pouze tím, že se · uvede · do činnosti hydraulický válec 154 a tím se zarážka 182 proti směru . ručiček hodinových uvolní od působení pružiny 180, popř. 200.

V obr. 1 ukázané otočné · šoupátko 78 může být · samozřejmě použito . ve spojení s jinými příklady použití, pokud tyto mají pracovat jako ventil pro stav klidu.

V · obr. · 14 · je ukázáno speciální zavěšení poklopu 22 na jeho otočném ramenu. Toto může být rameno 30 nebo · i 130. Obr. 14 · znázorňuje · jako· příklad rameno 30, které je spojeno pomocí kulovitého kloubového · spojení s poklopem. Otočné rameno · 30 je · na jednom konci opatřeno hlavicí 88, která má . nahoře kulovitou, konvexní kloubovou plochu 92 a na spodní straně kulovitou, konkávní kloubovou plochu 90. Tyto obě kloubové plochy 90 a 92 mají stejný střed zakřivení a poloměry zakřivení Ri a É2. Kloubová plocha 90 je vzájemně součinná s konvexní kloubovou plochou 94 na horní · části poklopu 22, zatímco horní kloubová plocha 92 · · je součinná s konkávní kloubovou plochou 96 s přítlačnou deskou 100. Kloubové plochy 90, · 92, 94 a 96 -jsou kruhovité, protože části, jimž · jsou přiřazeny, mají střední díru pro průchod · upínacího čepu 98 poklopu 22. Konec tohoto čepu 98 · je opatřen závitem pro uchycení · upevňovací matice 102. Mezi touto upevňovací maticí 102 a hlavicí 88 otočného ramena · 30 jsou soustředně k čepu 98 zavedeny v tomto· pořadí části: krycí poklop 104, · pružina 106 a tlačná deska. 100, přičemž pružina · 106 · může být šroubovitá pružina, nebo, · jak je tomu ve znázorněném příkladu provedení, sada kotoučových nebo talířových pružin.

Montáž · a upevnění poklopu 22 na otočném ramenu 30 se provede v · důsledku toho dotažením matice 102 proti účinku pružiny 106, přičemž tato pružina vyvíjí elastickou přítlačnou sílu, jednak na styčných plochách kloubových ploch · 96 a 92, jednak mezi styčnými plochami kloubových · ploch 90 a 94. Síla vyvinutá dotažením matice 102 na kloubových plochách musí být tak veliká, · aby · při otáčivém pohybu ramena 30 nemohl poklop 22 provádět žádný relativní pohyb oproti ramenu, jinými slovy řečeno, . musí být od elastického přitlačení pružiny vyvíjené třecí síly na různých kloubových plochách větší než síla vyvíjená · poklopem 22, a zvláště větší než točivý moment, který vzniká hmotností poklopu v otevřené poloze · tohoto (viz obr. 2) na konci · otočného ramena 30.

Naproti tomu musí· kloubové zavěšení 86 připouštět, a tak je · tomu vzhledem k nepřítomnosti pružiny 106, malý klopný pohyb poklopu 22 vzhledem · k ramenu 30, · takže se poklop může přizpůsobit · . těsnicí ploše ventilového sedla na výstupu vedení 28. Kloubové zavěšení 88 · kompensuje tímto ' způsobem výrobní a montážní nepřesnosti a umožňuje · těsné uzavření poklopu 22. Kloubové zavěšení podle obr. · 14 může být tedy s · výhodou použito jako · náhrada za zavěšení ukázané v obr. 1 s regulačními šrouby.

Obr. 15 a · 16 ukazují mechanismus pro ovládání poklopu, u kterého je · hydraulický válec, uváděný v předchozích příkladech provedení, nahrazen vrátkem · 108. · Mechanismus určený · pro odklápění poklopu je analogický s mechanismem podle obr. · 9 a skládá se z teleskopické naklápěcí · páky · 146 působící pomocí mezizapojeného vahadla

150 na otočné rameno 130. Naklápěcí páka 148 je uložena prostřednictvím svých otočných čepů 148 do dvou nosných plechů 142 a 142*. Místo ložiskového čepu pro hydraulický válec podle obr. 9 je v obr. 15 a 16 hřídel 110 jako nosný hřídel pro vrátek 108. Tento se skládá v podstatě ze dvou kotoučů 112 a 112‘, které jsou společně upevněny na náboji 114, otáčejícím se s hřídeli 110. Na tomto náboji 114 sedí rovněž ozubené kolo 116,' které je v záběru se segmentem 118 tvořícím s naklápěcí pákou 146 jeden celek. Silový styk mezi ozubeným kolom 118 i segmentem 11B mů!e Dít realizován pomocí obvyklého ozubení, přičemž je segment 118 vytvořen jako segment ozubeného kola, jehož zuby jsou v záběru s ozubeným věncem kola 116. Sílový styk mezi kolem 116 a segmfentem 118 může být s výhodou realísován pomocí válečkového řetězu, jako např. pomocí tak zvaného „Gallova řetězu“. Takový řetěz má oproti dvojici ozubených kol tu přednost, že články řetězu zůstávají mezi válečky stále otevřené a zuby ozubeného kola 116 vnikající do meziprostoru řetězu čistí tento od prachu a nečistot.

Průměr kotoučů se volí v závislosti na síle potřebné к otevírání a popřípadě к uzavírání poklopu. Je výhodné volit jejich průměr dostatečně velký, aby se dosáhlo zvětšení sil přenášených ozubeným nebo řetězovým pohonem.

Na každém z obou kotoučů 112, 112* je navinuto lano 113, popř. 113‘. Tato lana, která jsou navinuta v protisměrném smyslu,

Claims (29)

1. PŘEDMĚT

   1. Výpustný ventil pro nádrže na surový plyn, zvláště pro šachtové pece, zahrnující uzavírací poklop ovládaný pomocí pohyblivého ramena, který je opatřen těsnicí plochou pro spolupůsobení s ventilovým sedlem upraveným na výtoku výpustného potrubí surového plynu, dále zahrnující poháněči ústrojí, jakož i toto poháněči ústrojí ovládající ústrojí sloužící к pohybování uzavíracím poklopem pomocí pohyblivého ramena, vyznačený tím, že ovládací mechanismus sestává alespoň z jedné páky (46, 146) výkyvné okolo osy kolmé к pohyblivému ramenu (30, 130) á к podélné ose vedení ' (28) surového plynu, jejíž jeden konec je spojen s poháněcím ústrojím a druhý konec je sklouben alespoň s jedním vahadlem (50, 150), spojeným s pohyblivým ramenem (30, 130) uzavíracího poklopu (22, 122).
2. 2. Výpustný ventil podle bodu 1 vyznačený tím, že pohyblivé rameno (30, 130) je vytvořeno jako otočné rameno, které je otočné okolo osy rovnoběžné s osou otáčení (48, 148) naklápěcí páky (46, 146).
3. 3. Výpustný ventil podle bodu 1 vyznačený tím. že vahadlo (50, 150) je upevněno otočně na pohyblivém ramenu (30, 130). slouží jedno к otevírání a druhé к uzavírání poklopu. Ve znázorněném příkladu se tahem za lano 113 poklop uzavírá, zatímco tahem za lano 113* může být odklápěn poklop a otočné rameno 130 z polohy znázorněné v obr. 15 do jiné, zde neznázorněné otevřené polohy. Je samozřejmé, že lana 113 a 113‘ mohou být nahrazena řetězy nebo jinými prostředky pro vykonávání stejného účinku na kotouče 112 a 112*. Tah za lana 113 a 113* může být prováděn ručně, a to buďto přímo, nebo s mezizapojením zde neukdzaneko jUko vrátku nebo zářUJAMi nro vyvíjení lanwi jato

   Je třeba poznamenat, že kromě ručního ovládání podle obr. 15 a 16 a hydraulického ovládání podle předcházejících obrázků je možno provádět pohon pomocí elektromotoru a redukčního převodu к ovládání otočné páky.

   Popsané ruční a elektrické pohony představují podobně jako hydraulické ovládání podle obr. 1 a 9 hlavní pohon.

   I když hydraulický nebo elektrický pohon vykazuje oproti ručnímu tu přednost, že nepotřebuje žádný ruční zásah, má přesto ruční ovládání tu přednost, že se vyhýbá možným poruchám hydraulických nebo elektrických systémů.

   Jelikož jsou konstrukční prostředky pro zřízení ručního ovládacího zařízení poměrně malé, je možné hydraulický nebo elektrický hlavní pohon překlenout ještě ručním pomocným pohonem, např. pomocí vrátku a lana působit na horní konec páky 148.

   VYNALEZU
4. 4. Výpustný ventil podle bodů 1 až 3 vyznačený tím, že úhel mezi vahadlem (50, 150) a výkyvnou pákou (46, 146) je při uzavřené poloze poklopu (22, 122) menší než 45° a při otevřené poloze poklopu (22, 122) větší než 45°.
5. 5. Výpustný ventil podle bodu 4 vyznačený tím, že výkyvná páka (46, 146) je vytvořena jako lomená páka a koleno páky je v ose natáčení (48, 148).
6. 6. Výpustný ventil podle bodů 1 a 5, vyznačený tím, že o jedno rameno (46b) výkyvné páky (46) je opřena předpjatá tlačná pružina (70), jejíž druhý konec je opřen o rám v bodě (72), jehož vzdálenost od ramena (46b j výkyvné páky (46) je nejmenší ve střední poloze této výkyvné páky (46).
7. 7. Výpustný ventil podle bodů 1 až 5 vyznačený tím, že na jednom ramenu (46b) výkyvné páky (46) je uchycena předpjatá tažná pružina (76), jejíž druhý konec je uchycen na rámu v místě, které je nejbližší ramenu (46b) výkyvné páky (46) v jeho poloze při uzavřeném poklopu (22).
8. 8. Výpustný ventil podle bodů 1 až 5 vyznačený tím, že v ramenu (146a) výkyvné páky (146), které je spojeno s vahadlem (150) , je vřazen pružný prostředek (180, 190), přičemž v dráze vahadla (150) je umístěna zarážka (182).
9. 9. Výpustný ventil podle bodu 8 vyznačený tím, že vahadlo (150) opřené o zarážku [182] md švů] Konec [153] ve smíru un> víracího pohybu za spojnicí osy (148) otáčení výkyvné páky (146) a úchytného bodu (151) vahadla (150).
10. 10. Výpustný ventil podle bodů 1 až 5 vyznačený tím, že mezi poklopem (122) a kyvným ramenem (130) je umístěn pružný prostředek (200).
11. 11. Výpustný ventil podle bodů 8 a 9 vyznačený tím, že obsahuje prostředky pro vypojení pohonu, když je ovládací ústrojí zablokováno zarážkou (182).
12. 12. Výpustný ventil podle bodů 8 až 11 vyznačený tím, že zarážka (182) je umístěna na pohyblivém ramenu (130) poklopu (122).
13. 13. Výpustný ventil podle bodů 8 až 12 vyznačený tím, že rameno (146a) výkyvné páky (146) spojené s vahadlem (150) se skládá ze dvou teleskopicky uspořádaných částí a pružné prostředky (180, 190) jsou umístěny mezi oběma teleskopickými částmi.
14. 14. Výpustný ventil podle bodů 10 až 13 vyznačený tím, že pružné prostředky (180) se skládají ze sady talířových pružin (184).
15. 15. Výpustný ventil podle bodu 13 vyznačený tím, že pružné prostředky (190) sestávají z hydraulického válce (192) spojeného s hydroelastickým akumulátorem (198).
16. 16. Výpustný ventil podle bodů 1 až 15 vyznačený tím, že poklop (22, 122) je opatřen odmontovatelným kovovým těsnicím kroužkem (62).
17. 17. Výpustný ventil podle bodů 1 až 16 vyznačený tím, že sedlo ventilu je opatřeno elastickým těsněním.
18. 18. Výpustný ventil podle bodů 16 a 17 vyznačený tím, že obsahuje prostředky (68) к přivádění chladicího prostředku pod tlakem к těsnění nebo к těsněním.
19. 19. Výpustný ventil podle bodů 1 až 18 vyznačený tím, že uvnitř výpustného vedení (28) je umístěno otočné šoupátko (78), které je uchyceno na hřídeli (80) uspořádaném příčně к podélné ose výpustného vedení (28), přičemž je tato hřídel (80) spojena s ovládacím členem pro ovládání otočného šoupátka (78).
20. 20. Výpustný ventil podle bodu 19 vyznačený tím, že ovládací člen pro ovládání otočného šoupátka (78) sestává z hydraulického válce namontovaného mimo vypěné vedení (28), jehož píštnice je pomocí urnonúbo Κ111(ουύϊιο iumona (83) spejim koncem hřídele (80).
21. 21. Výpustný ventil podle bodů 1 až 20 vyznačený tím, že poklop (22, 122) je se svým pohyblivým ramenem (30, 130) spojen prostřednictvím kulovitého závěsu (86), ó jehož styčné plochy (90, 92, 94, 96) je opřena pružina (106).
22. 22. Výpustný ventil podle bodu 21 vyznačený tím, že obsahuje stavěči matici (102) pro vyregulování přítlačného tlaku pružiny (106) na styčné plochy (90, 92, 94, 96) kulovitého závěsu.
23. 23. Výpustný ventil podle bodu 1 vyznačený tím, že obsahuje několik stavěčích šroubů (36, 38) pro seřízení polohy a úhlové vůle poklopu (22, 122) ve vztahu к pohyblivému ramenu (30, 130).
24. 24. Výpustný ventil podle bodů 1 až 23 vyznačený tím, že poháněči ústrojí sestává z hydraulického válce (54).
25. 25. Výpustný ventil podle bodu 24 vyznačený tím, že hydraulický válec (54) je připojen к baterii hydroelastlckých akumulátorů.
26. 26. Výpustný ventil podle bodů 8 až 15 vyznačený tím, že poháněči ústrojí se skládá z vrátku (108) a obsahuje ozubený převod (116, 118) mezi tímto vrátkem (108) a otočnou pákou (146).
27. 27. Výpustný ventil podle bodu 26 vyznačený tím, že vrátek (108) je opatřen dvěma kotouči (112, 112‘), ovladatelnými pomocí lan (113, 113‘), přičemž jeden z těchto kotoučů (112, 112‘) je určen к otevírání poklopu (22, 122) a druhý к jeho uzavírání.
28. 28. Výpustný ventil podle bodů 26 a 27 vyznačený tím, že ozubený převod sestává z ozubeného kola (116) pevně spojeného se společným nábojem (114) obou kotoučů (112, 112‘), které je pomocí vloženého válečkového řetězu v záběru se segmentem (118) pevně spojeným s výkyvnou pákou (146).
29. 29. Výpustný ventil podle bodů 8 až 15 vyznačený tím, že poháněči ústrojí sestává z elektromotoru s redukčním převodem.