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        平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥傳動機(jī)構(gòu)分析

        2022-06-10 01:39:18黎華蓋曉明黎勤
        冶金設(shè)備 2022年1期
        關(guān)鍵詞:閥板板料調(diào)節(jié)閥

        黎華 蓋曉明 黎勤

        (1:河北省智能爐頂裝備工程研究中心 河北 秦皇島 066318;2:秦皇島秦冶重工有限公司 河北 秦皇島 066318;3:渤海鉆探工程技術(shù)研究院 河北 任丘 062550)

        1 前言

        無料鐘爐頂裝料設(shè)備是高爐煉鐵的關(guān)鍵設(shè)備,分為串罐和并罐兩種結(jié)構(gòu)形式;料流調(diào)節(jié)閥又稱流量調(diào)節(jié)閥,是無料鐘爐頂裝料系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)排料速度或排料時間的唯一設(shè)備,其結(jié)構(gòu)形式主要有單閥板式、雙閥板菱形開口式、雙閥板平行對開式,起著控制、保持料罐內(nèi)爐料向爐內(nèi)的布料趨于均勻、合理的作用[1,2]。合理選擇料流閥板的開口形狀、快速準(zhǔn)確地調(diào)整料流調(diào)節(jié)閥閥板的開度值,能夠有效地控制料流速度、減小偏析,最終實(shí)現(xiàn)均勻布料,滿足煉鐵工藝的要求[3]。本文分析的平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥,適用于并罐無料鐘爐頂,通過具體分析可以更好地控制使用料流調(diào)節(jié)閥,達(dá)到最好的使用效果。

        2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

        平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)如圖1所示,其啟閉采用液壓驅(qū)動。驅(qū)動搖臂和搖臂分別控制右閥板和左閥板,使之?dāng)[動相應(yīng)角度,從而控制閥門啟閉。在搖臂軸上安裝有接近開關(guān),驅(qū)動搖臂軸上安裝有編碼器,用來實(shí)時監(jiān)測閥門開啟角度。

        圖1 平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖

        該料流閥主要特點(diǎn)如下:

        1)可調(diào)節(jié)閥板的開度,控制料流的大小,與布料溜槽合理配合而達(dá)到各種形式布料的要求。

        2)精確控制料流調(diào)節(jié)閥開的角度。

        3)避免原料與下密封閥接觸,以防止密封閥磨損[4]。

        3 料流調(diào)節(jié)閥工作原理

        料流調(diào)節(jié)閥的開啟與關(guān)閉均由液壓缸驅(qū)動實(shí)現(xiàn)。其傳動機(jī)構(gòu)簡圖,如圖2所示。

        圖2 平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥傳動機(jī)構(gòu)簡圖

        閥門開啟時,液壓缸通過驅(qū)動件1從圖2所示位置帶動右閥板逆時針轉(zhuǎn)動α角;同時件1通過件2驅(qū)動件3帶動左閥板順時針轉(zhuǎn)動β角,此時左右閥板逐漸由閉合狀態(tài)變?yōu)榉蛛x狀態(tài),閥門逐漸開啟,隨桿系轉(zhuǎn)角不同,閥門的開口也不同[5]。反之,閥門關(guān)閉。

        4 料流調(diào)節(jié)閥傳動機(jī)構(gòu)分析

        根據(jù)圖2所示料流調(diào)節(jié)閥傳動機(jī)構(gòu)簡圖可知,件1、2、3、4構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu),其中件1和右閥板固定連接在一起,件3和左閥板固定連接在一起,件4為機(jī)架。平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥右閥板轉(zhuǎn)過α角各構(gòu)件位置簡圖,如圖3所示,為便于對傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)一步分析,將圖2和圖3合并,圖2與圖3合并后簡圖,如圖4所示。

        圖3 右閥板轉(zhuǎn)過α角各構(gòu)件位置簡圖

        圖4 圖2與圖3合并后簡圖

        根據(jù)圖4中各構(gòu)件的幾何關(guān)系,由余弦定理可知:

        式中:L1—連架桿AD長度,mm;

        L2—連桿BD長度,mm;

        L3—連架桿BC長度,mm;

        L5—點(diǎn)C和點(diǎn)D′連線長度,mm;

        L5—點(diǎn)B和點(diǎn)D′連線長度,mm;

        LAC—點(diǎn)C和點(diǎn)A連線長度,mm;

        LAB—點(diǎn)B和點(diǎn)A連線長度,mm;

        α—右閥板轉(zhuǎn)過角度,°;

        β—左閥板轉(zhuǎn)過角度,°;

        γ—∠BCD′度數(shù),°。

        將式(1)、(2)、(3)、(4)聯(lián)立可解得α和β關(guān)系式,即左右閥板的轉(zhuǎn)角關(guān)系式:

        以DN800料流調(diào)節(jié)閥為例,其具體各參數(shù)如下:

        將上述各參數(shù)代入式(5)就可得到DN800料流調(diào)節(jié)閥左右閥板的轉(zhuǎn)角關(guān)系式,并能繪制其α與β關(guān)系曲線,如圖5所示。

        圖5 DN800料流調(diào)節(jié)閥左右閥板轉(zhuǎn)角α與β關(guān)系曲線

        為更清晰地比較α與β,進(jìn)一步繪制α與(α-β)關(guān)系圖,如圖6所示。

        由圖5和圖6可知在轉(zhuǎn)動過程中α與β始終有一個差值,這個差值當(dāng)α為38°時最大,為3.3°。

        圖6 DN800料流調(diào)節(jié)閥左右閥板轉(zhuǎn)角α與(α-β)關(guān)系曲線

        得到左右閥板轉(zhuǎn)角關(guān)系式后,可以計算出閥板開口大小,閥板開口示意圖,如圖7所示,根據(jù)圖7計算如式(6)-(8):

        圖7 閥板開口示意圖

        式中:S右—右閥板開口尺寸;

        S左—左閥板開口尺寸;

        R—左、右閥板回轉(zhuǎn)半徑;

        ∠BAO—設(shè)計給定;

        ∠BCO—設(shè)計給定;

        O右F、DB、O左F均垂直于AC。

        由上述算式可知閥板的開口隨閥板轉(zhuǎn)角的變化而變化,因?yàn)棣僚cβ存在一個差值,因此左右閥板的開口也存在一個差值。

        5 結(jié)論

        料流調(diào)節(jié)閥是無料鐘爐頂設(shè)備中的重要組成部分,其開啟角度對高爐布料有直接影響,因此在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需對閥板開啟角度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。本文通過對平行雙閥板料流調(diào)節(jié)閥的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析得到了料流調(diào)節(jié)閥左右閥板轉(zhuǎn)角關(guān)系,這對閥板轉(zhuǎn)動角度數(shù)據(jù)的采集和閥板開口的控制都有理論指導(dǎo)意義。

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