устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей

Формула изобретения

1. Устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей, включающее равномерно закрепленные по периметру корпуса двери прижимные элементы, содержащие корпуса с установленными в них подпружиненными плунжерами, и уплотняющую рамку, которая закреплена по периметру мембраны, смонтированной на плите, соединенной с корпусом двери, отличающееся тем, что каждый прижимной элемент снабжен расположенным вдоль кромки уплотняющей рамки балансиром, взаимодействующим в своей средней части с подпружиненным плунжером, причем по краям балансира закреплены упоры, воздействующие на уплотняющую рамку.

2. Устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей по п.1, отличающееся тем, что балансир выполнен в виде пластины, которая установлена с возможностью качания в вертикальных пазах, выполненных в корпусе прижимного элемента и в головке, которая подвижно установлена в указанном корпусе и соединена с подпружиненным плунжером, имеющим конический конец.

3. Устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей по п.1, отличающееся тем, что упоры выполнены в виде пластины, которые вертикально закреплены на краях балансира поперек уплотняющей рамки и с напуском от ее кромки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию коксовых цехов, в частности к дверям и рамам коксовых печей с горизонтальными камерами коксования.

В последние годы как в отечественном, так и в зарубежном коксохимическом производстве достигнуты определенные успехи по снижению вредных выбросов в окружающую среду, однако проблема утечки газов через двери коксовых печей остается пока нерешенной и в настоящее время приобретает все большую актуальность.

Утечка газов через двери коксовых печей является следствием нарушения герметичности дверей из-за деформации или механического повреждения уплотняющих элементов дверей или рам коксовых печей, а также из-за отложения углеродистых материалов на контактирующих поверхностях дверей и рам. Поэтому обеспечение надежной герметичности дверей и рам является определяющим решением проблемы устранения выбросов газов через двери коксовых печей и ликвидацией этого источника загрязнения окружающей среды.

Одним из путей повышения герметичности (газоплотности) дверей коксовых печей является совершенствование устройств для уплотнения дверных проемов коксовых печей.

Из патентной и научно-технической информации известно несколько разновидностей устройств для уплотнения дверных проемов коксовых печей, которые с различной эффективностью используются в коксохимическом производстве.

Известно, например, устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей, представляющее собой уплотняющую рамку клинообразной формы в поперечном сечении, которая закреплена по периметру корпуса двери и своим заостренным участком контактирует с уплотняющей поверхностью (зеркалом) рамы коксовой печи. Крепление уплотняющей рамки к корпусу двери выполнено в виде пальцев, которые равномерно установлены в отверстиях по периметру корпуса двери и в продольных пазах уплотняющей рамки. Пальцы с одной стороны имеют головки, контактирующие с клиновидной поверхностью уплотняющей рамки, а с другой стороны имеют пазы, в которых с натягом установлены клинья, взаимодействующие с внутренними боковыми поверхностями корпуса двери, прижимая к последнему уплотняющую рамку (см. описание изобретения к патенту DE №1225140, НКИ 10 а, 12/01 от 22.08.63 г.).

Однако устройства такого типа, имея относительно жесткую уплотняющую рамку, не надежны в эксплуатации. Обусловлено это неравномерностью распределения давления по периметру уплотняющей рамки, а регулировка его является сложной операцией, которая, выполняясь вручную, путем ослабления или усиления затяжки клина в одной точке уплотнения, может автоматически привести к изменению давления уплотнения в другой точке и тем самым вызвать утечку газа в окружающую среду.

Известно также устройство для уплотнения дверных проемов, представляющее собой уплотняющую рамку Z-образной формы в поперечном сечении, которая одной стороной крепится к периметру корпуса двери, а концом другой стороны контактирует с уплотняющей поверхностью рамы коксовой печи. Крепление уплотняющей рамки к корпусу двери осуществляется кронштейнами [-образной формы в поперечном сечении, которые равномерно закреплены по периметру корпуса двери посредством болтовых соединений. Каждый кронштейн имеет подпружиненный плунжер с регулировочными шайбами, который взаимодействует своей головкой с уплотняющей рамкой, прижимая ее к уплотняющей поверхности рамы коксовой печи. Для регулировки уплотнения, путем изменения положения уплотняющей рамки относительно корпуса двери, вертикальные стенки кронштейна имеют пазы, в которых располагаются болты крепления кронштейнов, а на корпусе двери установлены регулировочные упорные винты, взаимодействующие с кронштейнами (см. описание изобретения к патенту DE №2309032, С 10 В 25/16 от 23.02.73 г.).

Конструкция такого устройства обеспечивает подвижность уплотняющей рамки, что повышает газоплотность устройства в начальной стадии коксования и компенсацию небольших изменений профилей двери и рам коксовых печей в процессе эксплуатации. Однако, как показал опыт эксплуатации, пружинная нагрузка в стационарных точках крепления уплотнения к корпусу двери достигает примерно 70% усилий запирания, которое передается уплотняющей рамке. В результате чего эта сосредоточенная нагрузка обуславливает концентрацию напряжений в указанных точках, вызывает перенапряжение уплотняющей рамки и, как следствие, ее деформацию, нарушающую газоплотность устройства.

Известно также устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей, принятое автором за прототип. Устройство это представляет собой уплотняющую рамку Г-образной формы в поперечном сечении, которая закреплена по периметру мембраны, перекрывающей печной проем, и прижимные элементы, выполненные в виде подпружиненных плунжеров, головки которых прижимают уплотняющую рамку к зеркалу рамы коксовой печи. Мембрана с уплотняющей рамкой закреплена на плите, несущей футеровку двери, а прижимные элементы равномерно закреплены по периметру корпуса двери. При этом плита, несущая мембрану с уплотняющей рамкой и футеровку, шарнирно соединена с корпусом двери (см. описание изобретения к патенту UA №15610, С 10 В 25/06 от 30.06.97 г.).

Известное устройство значительно повышает газоплотность дверей коксовых печей по сравнению с вышеописанными, так как достигается независимое друг от друга термическое расширение корпуса двери и уплотняющей рамки, исключающее деформацию последней. Однако, как показал опыт эксплуатации, в известном устройстве не достигается надежное взаимодействие подпружиненных плунжеров прижимных элементов с уплотняющей рамкой, так как последняя, подвергаясь воздействию высокой температуры, имеет большую степень расширения, чем корпус двери. В результате чего происходит взаимное смещение точек контакта подпружиненных плунжеров с уплотняющей рамкой и точек контакта уплотняющей рамки с зеркалом рамы коксовой печи, что является причиной деформации уплотняющей рамки - ее боковая стенка выворачивается наружу и, как следствие, нарушается герметичность устройства.

В основу данного изобретения поставлена задача усовершенствовать известное устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей, в котором путем изменения конструкции прижимных элементов достигается надежный контакт их с уплотняющей рамкой в процессе теплового расширения ее и обеспечивается возможность применения уплотняющих рамок более гибкой конструкции.

Для решения поставленной задачи в известном устройстве для уплотнения дверных проемов коксовых печей, включающем равномерно закрепленные по периметру корпуса двери прижимные элементы, содержащие корпуса с установленными в них подпружиненными плунжерами, и уплотняющую рамку, которая закреплена по периметру мембраны, смонтированной на плите, соединенной с корпусом двери, согласно изобретению каждый прижимной элемент снабжен расположенным вдоль кромки уплотняющей рамки балансиром, взаимодействующим в своей средней части с подпружиненным плунжером, причем по краям балансира закреплены упоры, воздействующие на уплотняющую рамку.

В соответствии с изобретением балансир выполнен в виде пластины, которая установлена с возможностью качания в вертикальных пазах, выполненных в корпусе прижимного элемента и в головке, которая подвижно установлена в указанном корпусе и соединена с подпружиненным плунжером, имеющим конический конец.

Упоры выполнены в виде пластин, которые вертикально закреплены на краях балансира поперек уплотняющей рамки и с напуском от ее кромки.

Предлагаемое техническое решение устройства для уплотнения дверных проемов коксовых печей, по сравнению с известными, значительно повышает надежность контакта прижимных элементов с уплотняющей рамкой при тепловом расширении ее в процессе эксплуатации и обеспечивает при этом достаточную гибкость уплотнения. Достигается это за счет наличия в прижимных элементах балансиров с упорами, расположенных поперек уплотняющей рамки и с напуском от ее кромки. Все это в целом значительно повышает газоплотность дверей коксовых печей.

Кроме того, предложенное техническое решение позволяет уменьшить количество прижимных элементов по сравнению с известными устройствами и таким образом снизить затраты на изготовление и эксплуатацию устройства.

Сущность данного изобретения полностью раскрывается на конкретном примере его исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, где

на фиг.1 изображен общий вид устройства, вид сбоку;

на фиг.2 - поперечный разрез по А-А на фиг.1, повернутый на 90°;

на фиг.3 - прижимной элемент устройства, продольное сечение по Б-Б на фиг.2;

на фиг.4 - прижимной элемент устройства в аксонометрической проекции с местными разрезами.

Устройство для уплотнения дверных проемов коксовых печей (см. фиг.1 и 2) содержит уплотняющую рамку 1, которая закреплена по периметру мембраны 2, и прижимные элементы 3, которые равномерно закреплены на корпусе 4 двери 5 коксовой печи 6. Мембрана 2 (см. фиг.2) установлена между футеровкой 7 двери 5 и плитой 8, которые соединены между собой и закреплены на корпусе 4 двери 5.

Каждый прижимной элемент 3 (см. фиг.3 и 4) имеет корпус 9, в котором установлены плунжер 10 с головкой 11, пружина сжатия 12 и регулировочная гайка 13, и балансир, выполненный в виде пластины 14, последняя подвижно установлена в вертикальных пазах 15 корпуса 9 и в пазе 16, выполненном в головке 11. Балансир 14 в своей средней части взаимодействует с коническим концом 17 плунжера 10, на противоположном конце которого навинчены гайки 18 для регулирования его хода относительно корпуса 9. На концах балансира 14 закреплены упоры 19, контактирующие с уплотняющей рамкой 1. Упоры 19 выполнены в виде пластин, которые закреплены вертикально поперек уплотняющей рамки 1 и с напуском 20 в сторону от ее уплотняющей кромки 21.

Упоры 19 могут быть выполнены и другой формы, например цилиндрической или треугольной в поперечном сечении (на чертеже не показано).

Для объяснения работы устройства на фиг.1 и 2 дополнительно изображены ригельные затворы 22, двери 5 и рама 23 коксовой печи 6 с уплотняющей поверхностью 24 и крюками 25.

Устройство работает следующим образом.

В транспортном положении (на чертеже не показано) прижимные элементы 3 посредством подпружиненных плунжеров 10 через балансиры 14 и упоры 19 воздействуют на уплотняющую рамку 1, незначительно смещая ее в сторону коксовой печи 6.

Для уплотнения проема коксовой печи 6 двересъемным устройством (на чертеже не показано) дверь 5 посредством ригельных затворов 22, взаимодействующих с крючьями 25, устанавливают в проем рамы 23 коксовой печи 6. При этом пружины ригельных затворов 22, создавая распорное усилие, прижимают кромку 21 уплотняющей рамки 1 к поверхности 24 рамы 23 и уплотняют дверной проем коксовой печи по всему его периметру.

После установки двери 5 в проем коксовой печи 6 в рабочее положение (см. фиг.1 и 2) местные неплотности прилегания кромки 21 уплотняющей рамки 1 к поверхности 24 рамы 23, имеющиеся при первой установке двери 5, устраняют путем регулировки прижимных элементов 3. Для этого (см. фиг.3 и 4) вращением регулировочной гайки 13 сжимают пружину 12, которая, воздействуя на головку 11, дополнительно создает усилие, передающееся через конический конец 17 на балансир 14 и упоры 19. Последние, воздействуя на уплотняющую рамку 1, плотно прижимают ее кромку 21 к поверхности 24 рамы 23, устраняя, таким образом, неплотности прилегания как при первой установке двери 5, так и в процессе дальнейшей эксплуатации коксовой печи 6.

В процессе длительного периода коксования мембрана 2 с уплотняющей рамкой 1, подвергаясь воздействию высокой температуры, имеет тепловое расширение как по высоте, так и по ширине дверного проема, в результате чего происходит смещение кромки 21 от исходного положения в сторону от корпуса 4 двери 5, но при этом упоры 19, имея напуск 20, позволяют такое расширение, обеспечивая надежный контакт с уплотняющей рамкой 1 по всему ее периметру. Наличие балансиров 14, которые установлены в корпусах 9 прижимных элементов 3 с возможностью качания, позволяет применение более гибкой уплотняющей рамки 1, что в свою очередь обеспечивает высокую степень газоплотности устройства и соответственно двери 5 коксовой печи 6.