RS63536B1 - Cevna zaptivka za elektrode električnih peći - Google Patents

Description

Opis

UPUĆIVANJE NA POVEZANA DOKUMENTA

[0001] Ova patentna prijava odgovara prijavi patenta br. 61/985,026 koja je podneta Odeljenju za patente Sjedinjenih Američkih Država, Privremena prijava, podneta aprila 28, 2014.

OBLAST TEHNIKE

[0002] Ovaj predmetni pronalazak se odnosi na zaptivke za elektrodu koje se koriste za zaptivanje priključka za elektrodu električne peći, a tačnije na zaptivku elektrode koja ima fleksibilan sistem zaptivanja koji je u stanju da prati aksijalno pomeranje elektrode za vreme dok je pod uticajem teškog radnog okruženja u peći.

POZADINA PRONALASKA

[0003] Električne peći se obično koriste u metalskoj industriji za operacije topljenja i otapanja. Tipična električna peć je opremljena sa kućištem koje je obloženo vatrostalnim slojem, sposobno da izdrži visoke temperature u kojima se materijal koi se obrađuje topi pomoću jedne ili više cilindričnih elektroda koje prolaze aksijalno kroz kružne otvore na krovu da bi se održala odgovarajuća dubina za operaciju topljenja. Jednom kada elektroda udari u luk sa kadom za otapanje, onda se ona pomera aksijalno gore-dole unutar kontrolisanog opsega da bi regulisala ulaznu snagu peći. Podizanje elektrode dovodi do većeg otpora, a samim tim i manje ulazne snage i manje proizvodnje toplote, dok, pri smanjenju kretanja elektroda dolazi do manjeg otpora i samim tim do većeg unosa energije i veće proizvodnje toplote. Tokom operacije topljenja, elektroda se obično pomera gore-dole u rasponu od oko 30 cm u odnosu na nivo kade, pri učestalosti od oko 5000 puta dnevno. Nivo kade se takođe može pomerati gore-dole u rasponu od oko 50 cm.

[0004] Kako snaga elektrode topi materijal punjenja u peći, vrhovi elektroda se postepeno troše usled oksidacije i erozije. Zbog toga, da bi se održao kontinuirani rad peći, elektrode se stalno obnavljaju, obično koristeći jednu od dve metode. Jedan način uključuje "prethodno pečene elektrode" a to su unapred proizvedeni delovi od čvrstog ugljenika koji se po potrebi mogu navući na već postojeći stub. Druga metoda uključuje, kako je poznato u stanju tehnike, izradu „Soderbergove elektrode“korišćenjem potrošnog čeličnog kućišta koja se rutinski zavaruju jedno sa drugim, po potrebi i puni ugljeničnom pastom, koja se topi i peče u peći. Drugi metod omogućava korišćenje mnogo većih elektroda, obično do 2 metra u prečniku gde je to potrebno.

[0005] Na krovu peći su obično predviđeni otvori znatno većih dimenzija kako bi se omogućio prolaz i kretanje stuba elektrode kako bi se prilagodile adekvatne tolerancije opreme, kombinovana aksijalna i bočna pomeranja, vibracije elektroda, elektrode nepravilnog oblika, kao i da bi se obezbedilo prilagođavanje uobičajenim talozima koji se javljaju na spoljašnjoj površini stuba elektrode tokom rada. Ovaj veliki prstenasti zazor oko elektrode obično dovodi do izlaska toplote, gasova i drugog materijala iz peći.

[0006] Sklop zaptivke je obično predviđen za svaku elektrodu kako bi se ograničilo skupo izbacivanje vrućih gasova i prašine iz peći. Takođe, zaptivka obezbeđuje termičku i fizičku barijeru između unutrašnjosti peći i spoljašnjosti. Gasovi iz peći često sadrže toksične metalne pare, kao i SO2i CO koji su izuzetno toksični i potencijalno smrtonosni. Čak štaviše, neadekvatno zaptivanje elektroda može negativno uticati na efikasnost peći i može dovesti do poteškoća u održavanju atmosfere u peći, kao i do problema u ispunjavanju ekoloških propisa. Gasovi pod visokim temperaturama, koji mogu da prođu kroz otvor za elektrodu, takođe mogu ubrzati habanje elektrode i otvora za elektrodu i mogu dovesti do pojave opasnih i teških radnih uslova.

[0007] Održavanje adekvatne zaptivke za elektrodu pokazalo se kao izuzetno težak zadatak, i to iz raznih razloga. Kontinuirano aksijalno pomeranje elektrode na gore i na dole dovodi do toga da površina elektrode stalno struže o tipične zaptivke elektrode, što predstavlja ozbiljne izazove habanja u održavanju zaptivke. Zaptivka elektrode je takođe direktno izložena gasu unutar otvora peći, obično na temperaturama do oko 1500°C, ali potencijalno i višim, u zavisnosti od operacije, kao i varijacijama pritiska, što dovodi do velikih temperaturnih razlika i značajnih ograničenja pri izboru materijala zaptivke. Takođe je uobičajeno da se elektroda može pomerati radijalno, van ose tokom normalnih operacija, oba unutrašnja položaja i nagib, zbog velikih elektromagnetnih sila, potiska iz naboja i zbog mehaničkih tolerancija. Soderbergove elektrode su posebno sklone nepravilnostima koje su vezane za oblik zbog prevelike ili premale veličine kućišta, kao i što deformacije kućišta često zahtevaju primenu elektroda koje nisu kružnog poprečnog preseka. Dodatna komplikacija nastaje zbog zavarivanja delova kućišta. Iako se pokušavaju brusiti zavarene površine zbog nesavršenosti, uobičajeno je da grubi zavari oštete zaptivku elektrode. Prethodno pečene elektrode su generalno ujednačenije, međutim, spoj između susednih sekcija elektrode je često van centra, što dovodi do nepravilnosti na površini između dve susedne sekcije. Materijal koji izlazi iz peći obično se pričvršćuje na spoljašnjost elektroda dok se ubacuju i izvlače kroz krovni otvor tokom normalnog rada. Soderberg elektrode imaju dodatni rizik od curenja ugljenične paste unutar kućišta i očvršćavanje spolja pre nego do prolaska kroz zaptivku elektrode. Ovo i drugo nagomilavanje materijala često trajno ošteti zaptivku elektrode pošto se elektroda više puta provlači kroz zaptivku.

PRETHODNO STANJE TEHNIKE

[0008] Brojna rešenja zaptivki za elektrode postoje u prethodnom stanju tehnike. Međutim, nijedno od rešenja poznatih pronalazaču nije u stanju da se nosi sa gore navedenim poteškoćama na zadovoljavajući način.

[0009] S obzirom na oštre uslove pod kojima moraju da rade zaptivke elektroda, nije moguće koristiti mnoge konvencionalne zaptivne kombinacije, kao što su oni koji se oslanjaju na elastično deformabilne zaptivne elemente koji se sastoje od elastomernih materijala kao što su guma ili silikon. Takvi materijali su generalno ograničeni na temperature znatno ispod temperatura koje tipično postoje u okruženju peći. Čak štaviše, ovi tipični sistemi zaptivanja obično ne dozvoljavaju količinu deformiteta koja je potrebna za održivo funkcionisanje za ovu specifičnu primenu.

[0010] Neke poznate zaptivke za elektrode nisu dizajnirane da obezbede nepropusno zaptivanje, već nastoje da smanje površinu zazora (opisano u dokumentima US 4,295,001, US 3,835,233 i US 3,379,816) ili da obezbede gasnu zavesu za ograničavanje emisija (opisano u dokumentima US 3,697,660). Neka druga rešenja pokušavaju da obezbede gasno-nepropusno zaptivanje pakovanjem mekog materijala koji je otporan na toplotu u prstenasti otvor; međutim, ovaj materijal se često izvlači iz prstenatog otvora zbog aksijalnog pomeranja elektrode, pa se na taj način eliminiše zaptivanje.

[0011] Robusnija rešenja zaptivki su često prilično složena i mogu uključivati radijalno komprimovani zaptivni element koji se može slobodno pomerati bočno, ali je ograničen u aksijalnom pravcu. Kod takvih rešenja, velike sile kompresije se često prenose na elektrodu u pokušaju da se zaptivni element deformiše na konturu površine elektrode. Takva rešenja su netolerantna na prisustvo nagomilanog materijala na površini elektrode, i zbog toga je često potrebno koristiti oštrice strugača kako bi se uklonio sav nagomilani materijal i na taj način sprečilo da pomenuti material uđe u zaptivku (opisano u dokumentima US 4,759,032, US 3,683,095 i US 3,601,416). Takođe, zbog velikih sila kompresije, ponavljajućeg aksijalnog kretanja i nepravilne zaptivne površine elektrode, ove zaptivke su podložne jakom habanju i zbog toga je potrebno češće održavanje.

[0012] Neka poznata rešenja zaptivki za elektrode koriste više teleskopskih sekcija kako bi omogućila primarnoj zaptivnoj površini da se pomera sa elektrodom, tako da se ovim rešenjem u velikoj meri smanjuje habanje koje se javlja zbog prilagođavanja elektrode (opisano u dokumentima US 4,377,289 i US 4,306,726). Međutim, takva rešenja su često veoma skupa, komplikovana za proveru i održavanje i nisu u stanju da se prilagode u slučaju kad se pojavljuju značajne varijacije u prečniku elektroda. Povezani poznati sklopovi zaptivki su takođe opisani u dokumentima EP 0 443 201 A1, US 4,441,726, SU 59706 A1, US 5,406,580, US 3,698,727, a posebno u dokumentu AU 651 132 B2 koji opisuje uređaj za zaptivanje plastične cevi koja se proteže kroz otvor u pregradi u slučaju požara, koji ima obruč 12 sa prvim i drugim sredstvom za zaptivanje 13 i 15 koja su predviđena za zaptivanje plastične cevi 22. Obruč 12 može imati sredstvo za pričvršćivanje uređaja na pregradu kao što je zid. Takvo sredstvo može biti radijalno pričvršćeni deo ili prirubnica 14 koja se može pričvrstiti na zid 10 korišćenjem elemenata kao što su zavrtnji 16. Obruč 12 takođe sadrži cevasti deo 18 koji se proteže od unutrašnjeg kraja radijalne prirubnice 14, dalje od zida 10. Prstenasti radijalni deo 20 koji je okrenut ka unutra, na kraju cevastog dela 18 proteže se u neposrednoj blizini spoljne strane plastične cevi 22. Plastična cev 22 se proteže kroz cevasti deo 18 obruča 12 i otvora 24 zida 10. Prvo sredstvo za zaptivanje cevi 13 se može sastojati od radijalno kompresivnog elementa kao što je opruga 34, koja okružuje plastičnu cev 22 i pod pritiskom je od susednog obruča 12. Pri pojavi plamena, pritisak koji je u zateznoj opruzi 34 izaziva progresivno sabijanje plastične cevi 22 pa zbog toga cev omekšava i postaje savitljiva zbog toplote koju stvara plamen. Kućište 30 u kome se nalazi zatezna opruga 34 će se pomerati zajedno sa zateznom oprugom 34 da bi se obezbedilo zaptivanje cevi 22 u slučaju plamena. Kućište 30 se sastoji od lima koji je otporan na vatru, deformabilnog, toplotno izolacionog materijala koji izoluje zateznu oprugu 34 od toplote tako da može da održava svoju funkciju duže vreme dok je izložena visokim temperaturama koje su nastale zbog plamena. Kućište 30 se prvenstveno sastoji od deformabilne tekstilne tkanine koja je otporna na vatru i toplotno izoluje, poželjno je napravljena od neorganskih filamenata otpornih na visoke temperature kao što su keramički filamenti, na primer, vlakna od aluminijum--silicijum-dioksid-bora. Drugo sredstvo za zaptivanje 15 se sastoji od intumescentnog materijala 26 (materijal koji bubri pri zagrevanju) koji se aktivira toplotom. Zatezna opruga 34 je pričvršćena na unutrašnju stranu kućišta 30 pomoću odgovarajućih sredstava za pričvršćivanje, na primer, šivanjem. U realizaciji koja je prikazana na SLIKAMA 1 i 2 u dokumentu AU 651132 B2, sloj vatrootpornog, deformabilnog, toplotno izolacionog materijala 32 je presavijen, sa oprugom koja se nalazi na petljastom kraju između slojeva koji se nalaze iznad. Nakon sabijanja opruge 34, kućište 30 se istovremeno zatvara sa kontrakcijom opruge, kako bi pomoglo u zaptivanju plastične cevi, kako bi se sprečio prolaz plamena, dima, gasova i slično. Kućište 30 štiti oprugu 34 tako da ne izgubi svojstva pod uticajem toplote. Kućište 30 zajedno sa oprugom 34 na taj način formira privremeno zaptivanje kanala za otvaranje sve dok materijal 26 koji može da bubri ne bude imao dovoljno vremena da reaguje i da se proširi.

[0013] Ostaje potreba za zaptivkom elektrode pomoću koje se izbegava upotreba složenih mehanizama koji se brzo oštećuju u teškim uslovima peći, i koja je kompaktna, efikasna, jeftina, a takođe omogućava brzu proveru i lako održavanje.

CILJ PRILOŽENOG PREDMETNOG PRONALASKA

[0014] Cilj ovog predmetnog pronalaska je da se pozabavi potrebom za uređajem koji je sposoban da održi zaptivanje na visokoj temperaturi, u prašnjavom okruženju na veoma promenljivoj cilindričnoj površini, a da pri tome dozvoljava stvaranje velikog taloga na površini, posebno materijala koji se nataložio na površini, da ne prođe kroz zaptivku, bez ugrožavanja kvaliteta zaptivke, pri čemu je i dalje finansijski opravdana proizvodnja i isplativo održavanje u postojećem okruženju.

[0015] Istovremeni ciljevi predmetnog pronalaska su da se zauzme mala površina, izbegne upotreba složenih mehanizama koji se brzo oštećuju u surovim uslovima peći i da se omogući brzi pregled i lako održavanje.

REZIME PREDMETNOG PRONALASKA

[0016] Sledeći rezime ima za cilj da uvede čitaoca u detaljniji opis koji sledi, a ne da definiše ili ograniči predmet priloženih zahteva.

[0017] Predmetni pronalazak koristi veoma fleksibilno zaptivanje, obezbeđeno prstenom jednog ili više presavijenih tkanih listova, koji omogućava zaptivaču da se širi i skuplja u radijalnom pravcu, kao i da se pomera bočno i aksijalno unutar ograničenja lista. (s).

[0018] Prethodne zaptivke elektrode mogu se brzo istrošiti zbog velikih sila kompresije koje se koriste za deformisanje zaptivnog elementa na konturi površine elektrode. Predmetni pronalazak se fokusira na fleksibilnost zaptivke kako bi se omogućilo da se koriste mnogo manje sile pritiska, a istovremeno omogućava da se zaptivka pomera aksijalno, tako da se na taj način potencijalno smanjuje habanje do koga dolazi prilikom regulacije elektrode.

[0019] Traka opruga koja se nalazi unutar obruča lista(ova) obezbeđuje kompresiju zaptivke oko elektrode sa dovoljno fleksibilnosti kako bi se omogućilo prilagođavanje velikim nedostacima i nepravilnostima koje su uobičajene za elektrode. Radijalna širina prstena je odabrana tako da aksijalno pomeranje koje se može pojaviti, može da smanji ili eliminiše prekomerno habanje koje se može pojaviti usled trenja tokom normalne regulacije elektroda. Drugi mehanizmi za zaptivanje koji koriste traku opruge kao sredstvo za ostvarenje kompresije su ograničenog opsega i obično zahtevaju elastično deformabilni zaptivni element; međutim, elastomerni materijali nisu pogodni za ovu konkretnu primenu zbog pojave visokih temperatura. Zaptivka koja je opisana u ovom predmetnom pronalasku se sastoji od jednog ili više listova tkanine koji su utkani u određenom rasporedu tako da se poboljša fleksibilnost zaptivke i radijalno i aksijalno kada se jednom presavije. Pojedinačna vlakna koja čine svaki od listova su u početku raspoređena tako da aproksimiraju "dvostruko poravnatu" površinu, površinu u kojoj dve prave linije prolaze kroz svaku tačku na površini. Ovaj raspored omogućava da se radijalna širina zaptivke menja bez oslanjanja na bilo kakve elastične osobine materijala od koga je napravljena zaptivka. Ovo omogućava da se od suštinski neelastičnih keramičkih vlakana formira veoma fleksibilna, efikasno gasno nepropusna zaptivka koja može da se koristi na temperaturama tipičnim za električnu peć. Čak štaviše, zaptivka je otvoreno vidljiva što omogućava brzu kontrolu ispravnosti i jednostavno je ugrađena, tako da se može brzo zameniti dok je elektroda još uvek na svom mestu, što su veoma važne karakteristike za zaptivanje elektrode.

[0020] Sa ovim rasporedom glavni izvor habanja, uzrokovan regulacijom elektrode, može biti smanjen za standardne veličine ili u nekim slučajevima čak može biti i eliminisan, pošto se zaptivka može pomerati aksijalno i tako apsorbovati veći deo cikličnog pomeranja elektrode. Za velika pomeranja elektrode, lakoća sa kojom se zaptivka može deformisati omogućava da se primeni minimalni kontaktni pritisak koji smanjuje sile trenja i kontaktnu površinu, što smanjuje stopu habanja zaptivke.

[0021] Prethodni pronalasci su često zahtevali upotrebu oštrica strugača za uklanjanje nagomilanog materijala, dok je ovaj predmetni pronalazak tipično omogućava da se deformiše oko ovog materijala. Neusklađene elektrode ili elektrode koje su manje veličine mogu biti još jedan značajan uzrok kvara zaptivke jer se mnogi prethodni pronalasci u osnovi oslanjaju na površinu elektrode kako bi se održao njen fizički raspored. Kada površina elektrode postane previše udaljena od predviđenog položaja, ove prethodne zaptivke mogu katastrofalno da se oštete, a komponente mogu biti trajno izgubljene u peći. Ovaj pronalazak je u stanju da održi predviđeni fizički raspored kada je potpuno uklonjena elektroda, i takođe može da nastavi sa zaptivanjem i posle postupka zamene elektrode.

[0022] Zbog inherentne jednostavnosti, robusnosti i isplativosti ovog predmetnog pronalaska, postoji mnogo primena za ovaj sklop zaptivki osim zaptivke elektroda za peći. Značajnim smanjenjem zavisnosti od elastičnosti materijala, ovo rešenje je u stanju da obezbedi veoma prilagodljivo zaptivanje u širokom spektru okruženja i zbog toga su dodatne primene moguće.

[0023] U jednom aspektu, obezbeđen je sklop za zaptivanje elektrode sa kojim se ostvaruje zaptivanje prstenastog zazora između spoljne cilindrične površine elektrode i ivice otvora na krovu električne peći, pri čemu se donji kraj elektrode proteže kroz otvor u peć, a elektroda se može pomerati kroz pomenuti otvor duž vertikalne ose. Sklop zaptivke elektrode se sastoji od: (a) prstenastog zaptivnog elementa koji ima noseću ivicu i pokretnu ivicu, pri čemu je noseća ivica prilagođena da bude pričvršćena za fiksnu površinu, a pokretna ivica je slobodna i postavljena je da zahvati spoljnu cilindričnu površinu elektrode, pri čemu je zaptivni element fleksibilan a pokretna ivica se može pomerati aksijalno i radijalno; i (b) opružnog elementa koji se nalazi u blizini pokretne ivice zaptivnog elementa, pri čemu opružni element pomera pokretnu ivicu zaptivnog elementa dalje od noseće ivice.

[0024] U drugom aspektu, obezbeđen je sklop za zaptivanje sa kojim se ostvaruje zaptivanje otvora između promenljive zaptivne površine i fiksne površine za upotrebu na temperaturama koje nisu tipično pogodne za elastične materijale. Sklop zaptivke se sastoji od: (a) zaptivnog elementa koji ima noseću ivicu koja je postavljena tako da bude pričvršćena za fiksnu površinu i pokretnu ivicu koja je postavljena tako da zahvati zaptivnu površinu, pri čemu je zaptivni element fleksibilan i omogućava pomeranje pokretne ivice paralelno i vertikalno na zaptivnu površinu; i (b) opružni element koji se nalazi u blizini pokretne ivice zaptivnog elementa, pri čemu opružni element pomera pokretnu ivicu zaptivnog elementa dalje od noseće ivice.

[0025] U drugom aspektu, obezbeđen je prstenasti zaptivni element koji ima noseću ivicu koja je postavljena tako da bude pričvršćena za površinu i pokretnu ivicu koa je postavljena tako da zahvati spoljašnju suštinski cilindričnu površinu. Zaptivni element se sastoji od najmanje jednog fleksibilnog lista koji se sastoji od tkanog rasporeda vlakana koja su otporna na toplotu, pri čemu je najmanje jedan fleksibilni list savitljiv tako da formira cev koja je u obliku torusa.

KRATAK OPIS PRILOŽENIH CRTEŽA

[0026] Da bi se predmetni pronalazak koji je izložen mogao bolje i potpunije shvatio, pozivaće se na prateće crteže, u kojima:

SLIKA 1 je slikovni prikaz prvog izvođenja sklopa zaptivke sa delom odsečenim oko tipične Soderbergove elektrode. Vidljive linije se koriste da pokažu zaptivni element 22 kada je pomeren na dole, skrivene linije se koriste da pokažu zaptivni element 22 kada je pomeren na gore;

SLIKA 2 je uvećani prikaz dela zaptivnog sklopa koji je prikazan na SLICI 1;

SLIKA 3 je uvećani prikaz dela sklopa kućišta zaptivke i zaptivnog elementa;

SLIKA 4 je prikaz sa objašnjenjem dvostruke površine koja se koristi za konstrukciju listova 32 zaptivnog elementa 22;

SLIKA 5 je slikovni prikaz jednog presavijenog lista 32 unutar zaptivnog elementa 22, sa određenim brojem uklonjenih vlakana da bi se video raspored pojedinačnih vlakana;

SLIKA 6 je uvećani pogled sa presekom dela zaptivnog elementa 22, koji prikazuje noseće otvore i oprugu sa obručom, u svom položaju za ugradnju bez prisutne površine za zaptivanje;

SLIKA 7 je uvećani pogled sa presekom dela zaptivnog elementa 22’ u skladu sa drugom varijantom rešenja koja nije deo ovog predmetnog pronalaska, koji prikazuje noseće otvore i oprugu sa obručom, u svom položaju za ugradnju bez prisutne površine za zaptivanje;

SLIKA 8 je slikovni prikaz zaptivnog elementa 22 u njegovom otvorenom položaju, koji prikazuje preklopljeni spoj koji omogućava ugradnju i održavanje;

SLIKA 9 je grafički prikaz kretanja elektrode kroz tipično zaptivanje elektrode, kao i kretanja elektrode kroz sklop zaptivke elektrode koji je prikazan na SLICI 1, pri čemu dozvoljeno aksijalno pomeranje eliminiše veći deo cikličkog habanja; i

SLIKA 10. je grafički prikaz kako su aksijalni opseg kretanja zaptivke i pritisak zaptivke povezani sa habanjem zaptivke.

DETALJAN OPIS PREDMETNOG PRONALASKA

[0027] U sledećem opisu, određeni detalji su navedeni kako bi se objasnili primeri predmetnog pronalaska koji se opisuje. Međutim, realizacije koje su opisane u nastavku nemaju za cilj da definišu ili ograniče predmetni pronalazak za koji se daje prikaz. Stručnjacima će biti očigledno da mnoge varijacije specifičnih izvođenja mogu biti moguće u okviru obima patentnih zahteva.

[0028] Prvo izvođenje koje je opisano u nastavku odnosi se na zaptivku pomoću koje se obavlja zaptivanje otvora za elektrodu na krovu električne peći, kroz koji je ppostavljena vertikalno orijentisana elektroda. Međutim, biće cenjeno da dole opisana zaptivka može biti prilagođena za upotrebu u drugim oblastima gde je zaptivanje potrebno na veoma promenljivoj cilindričnoj površini i gde postoji relativno pomeranje između zaptivke i cilindrične površine. Takođe će biti cenjeno da površina ne mora da bude nužno cilindrična, niti mora biti vertikalna. Umesto toga, dole opisana zaptivka se može koristiti za uređaje koji imaju različite oblike i/ili položaje ugradnje.

[0029] Na SLICI 1 i SLICI 2 je prikazan sklop zaptivke elektrode 10 koji je montiran na vrhu krova 12 električne peći za operacije topljenja i/ili otapanja metala. Krov je napravljen od vatrostalnog materijala kao što je vatrostalna cigla, i ima otvor za elektrodu 14 koji ima kružni otvor na krovu 12, kroz koji se donji kraj elektrode 16 proteže u unutrašnjost peći. U zavisnosti od operacije, slobodni bok peći (gasni prostor iznad kade sa rastopljenim metalom) će obično biti na temperaturi koja se kreće u opsegu od oko 300°C-1500°C, u zavisnosti od specifičnosti operacije koja se izvodi.

[0030] Elektroda 16 je tipično postavljena u suštinski vertikalni položaj pomoću konvencionalne noseće strukture (nije prikazana), uključujući sredstva za podizanje i spuštanje elektrode unutar peći. Kao što je gore pomenuto, tokom rada peći, elektroda 16 se može više puta pomerati goredole u opsegu od oko 30 cm u odnosu na nivo kade, pri frekvenci oko 5000 puta dnevno da bi se regulisala ulazna snaga peći. Nivo kade se takođe može pomerati gore-dole, obično u rasponu od oko 50 cm, što takođe zahteva pomeranje elektrode. Tokom gašenja peći, elektroda 16 se može potpuno ukloniti iz peći pri čemu zaptivka elektrode ostaje na mestu.

[0031] Elektroda 16 ima spoljnu površinu 18 koja je uglavnom cilindrična i može imati niz nepravilnosti kao što je ovde opisano. Tamo gde je elektroda 16 prethodno pečena, spoljna površina 18 će sadržati ugljenik. Tamo gde je elektroda 16 Soderbergova elektroda, spoljna površina 18 će se sastojati od metala pošto Soderbergova elektroda ima zaštitni potrošni metalni omotač.

[0032] Otvor 14 ima prečnik koji je veći od prečnika spoljne površine 18 elektrode 16, i zbog toga postoji prstenasti zazor 20 između spoljašnje površine 18 elektrode 16 i ivice otvora 14. Sklop zaptivke 10 uključuje relativno malo komponenti. Jedna od komponenti je zaptivni element 22 za formiranje zaptivanje preko otvora između zaptivne površine i okolne krute površine. U sadašnjoj varijanti zaptivna površina je spoljna površina 18 elektrode 16. Kruta površina predloženog izvođenja obuhvata prstenasto zaptivno kućište 30 koje se nalazi na krovu 12 peći i pričvršćeno za njega. Kućište zaptivke 30 okružuje otvor za elektrodu 14 i dalje je opisan u tekstu koji sledi.

[0033] Zaptivni element 22 ima noseću ivicu 24 koja je postavljena tako da bude pričvršćena za kućište zaptivke 30, i ponekad se ovde naziva "osigurana ivica 24". Zaptivni element takođe ima pokretnu ivicu 26 koja je postavljena tako da zahvati zaptivnu površinu 18. U ovom predloženom izvođenju zaptivni element 22 je prstenasti i osigurana ivica 24 se nalazi radijalno spolja u odnosu na pokretnu ivicu 26.

[0034] Druga komponenta zaptivnog sklopa 10 je opružni element 28 koji naginje pokretnu ivicu 26 zaptivnog elementa 22 u radijalnom pravcu prema unutra i u zaptivni spoj sa površinom za zaptivanje 18 elektrode 16.

[0035] Zaptivni element 22 je fleksibilan tako da omogućava da se pokretna ivica 26 pomera i u pravcu naviše i naniže, kao i u radijalnom smeru.

[0036] Da bi zaptivni element 22 izdržao surovo okruženje otvora za elektrodu 14 i preživeo kontinuirano izlaganje toploti i gasovima koji se dižu sa slobodnog boka peći (to jest prostora unutar peći između kade sa rastopljennim materijalom i krova), zaptivni element 22 sadrži materijal koji je otporan na radne temperature koje se javljaju u slobodnom boku peći. Na primer, u ovom predloženom izvođenju, materijal od koga je napravljen zaptivni element 22 je otporan na kontinuirano izlaganje temperaturama slobodnog boka peći koje se kreću do oko 1500°C.

[0037] U ovom predloženom izvođenju, zaptivni element 22 se sastoji od jednog ili više listova 32 vlaknaste keramičke tkanine, pri čemu je tkanina tkana od suštinski neelastičnih keramičkih vlakana.

[0038] Zaptivni element 22 ima presavijenu strukturu, u kojoj najmanje jedan list 32 ima par suprotnih ivica 34, 36. List 32 je preklopljen oko sebe tako da se ivica 34 nalazi iznad ivice 36. List 32 je presavijen sa obe ivice 34, 36 koje se nalaze na ili blizu osigurane ivice 24 zaptivnog elementa 22.

[0039] Zaptivni element 22 je konstruisan od više listova 32, od kojih je svaki presavijen oko sebe. Svaki list 32 tkanine može biti donekle propustljiv za gasove, i zbog toga je broj listova 32 odabran tako da obezbedi određeni broj slojeva koji će zaptivni element 22 učiniti suštinski nepropusnim za gasove iz peći. Broj listova 32 je takođe odabran tako da obezbedi otpornost na habanje, posebno na pokretnoj ivici 26, tako da se omogući izvesna količina habanja pre nego što zaptivni element 22 treba da bude zamenjen. U svrhu ilustracije, zaptivni element 22 je prikazan kao da se sastoji od dva presavijena lista 32, tako da je zaptivni element 22 sastavljen od četiri sloja tkanine. Međutim, zaptivni element 22 može da sadrži jedan list 32 ili više od dva lista, u zavisnosti bar delimično od propusnosti tkanine i željenih karakteristika habanja.

[0040] Zaptivni element 22 može se opisati kao da ima torusni oblik, koji je u obliku torusnog prstena koji je sačinjen od presavijenih listova tkanine 32. Minimalni unutrašnji prečnik prstenastog zaptivnog elementa 22 (definisan kao unutrašnji prečnik zaptivnog elementa 22 sa elektrodom koja je povučena iz zaptivnog sklopa 10) je manji od prečnika elektrode 16, tako da obezbedi zaptivanje između zaptivnog elementa 22 i elektrode 16, a takođe i da omogući aksijalno pomeranje pokretne ivice 26

[0041] U zaptivnom elementu 22, vlakna koja čine listove tkanine 32 su utkana u određenom rasporedu kako bi se unapredila fleksibilnost zaptivnog elementa 22 i radijalno i aksijalno. U tom smislu, pojedinačna vlakna koja čine svaki od listova 32 su u početku raspoređena tako da aproksimiraju "dvostruko valjanu" površinu, površinu u kojoj dve prave linije prolaze kroz svaku tačku na površini. Pozivajući se na SLIKU 4, prikazan je jedan list 32 kako je rasklopljen duž vertikalne ose A, sa mnogo uklonjenih vlakana, ali zadržavajući svoj prstenasti oblik. Jednom kada se ova „dvostruko valjana“ površina presavije kako je prikazano na SLICI 5, ugao vlakana se može slobodno menjati, dozvoljavajući da se i radijalna širina površine slobodno menja. Biće cenjeno da svaki list 32 može samo aproksimirati ovu dvostruku površinu.

[0042] Ovaj raspored omogućava da se radijalna širina zaptivnog elementa 22 menja bez oslanjanja na bilo koje elastične osobine materijala od koga je napravljen zaptivni element 22.

[0043] Opružni element 28 koji je u sklopu zaptivača 10, je zatvoren unutar šupljeg prostora 38 koji je formiran presavijenom strukturom lista zaptivnog elementa 22. Opružni element 28 je otporan na visoke radne temperature i može se sastojati od metala koji je otporan na toplotu. U ovom predloženom izvođenju, opružni element 28 sadrži prstenastu oprugu kao što je prstenasta opruga. Opružni element 28 konstantno pomera pokretnu ivicu 26 u radijalnom smeru ka unutra. Zbog toga je opružni element 28 izložen zatezanju kada sklop zaptivke 10 zaptiva elektrodu 16, i kada se elektroda 16 izvuče iz zaptivnog sklopa 10.

[0044] Napetost opružnog elementa 28 je odabrana tako da obezbedi minimalnu količinu kompresije na spoljnu površinu 18 elektrode 16 koja će obezbediti zaptivanje gasa u normalnim uslovima rada peći. Visoka fleksibilnost zaptivnog elementa 22 omogućava da se kompresija svede na minimum, uz održavanje zaptivanja između zaptivnog elementa 22 i spoljašnje površine 18 elektrode 16. Ove male vrednosti sile pritiska, zajedno sa velikom fleksibilnošću zaptivnog elementa, omogućavaju da se oblik zaptivnog elementa 22 kontinuirano prilagođava bilo kojoj od gore navedenih nepravilnosti koje se javljaju na površini elektrode, uz minimalizovanje habanja zaptivnog elementa 22 koje se javlja usled trenja između zaptivnog elementa 22 i nepravilne spoljašnje površine 18 elektrode 16. Zbog toga, zaptivni sklop 10 ne zahteva strugače koji bi uklonili površinsku nečistoću sa elektrode. Dodatna prednost rešenja predmetnog pronalaska je ta što dozvoljava sklopu zaptivke 10 da omogući rasterećenje pritiska, pri čemu gasovi iz peći mogu izaći između zaptivnog elementa 22 i spoljašnje površine 18 elektrode 16 u slučaju iznenadne promene ekstremnog pritiska unutar peći. Takvo rasterećenje pritiska nije obezbeđeno prethodnim rešenjima zaptivki kod kojih su primenjivane velike sile pritiska na elektrodu. Dakle, rešenje predmetnog pronalaska takođe pomaže da se spreči oštećenje zaptivnog sklopa 10 u slučaju naglog povećanja pritiska unutar peći.

[0045] U prvoj varijanti rešenja, osigurana ivica 24 zaptivnog elementa 22 je pričvršćena za čvrstu površinu, kao što je kućište zaptivke 30. Ovo se najbolje vidi na SLIKAMA 2 i 3. Kućište zaptivke 30 se nalazi na krovu peći 12 i sadrži prstenasti prsten koji ima unutrašnji prečnik koji je veći od prečnika otvora za peć 14. Kućište zaptivke 30 koje je prikazano na crtežima, obuhvata neprekidni vertikalni bočni zid 46 koji ima horizontalnu gornju prirubnicu 48 i horizontalnu donju prirubnicu 50. Kućište zaptivke 30 može dalje da sadrži pričvrsnu ploču 52 koja je u obliku ravnog, kružnog prstena približno iste veličine kao gornja prirubnica 48, koji je mehanički pričvršćen za gornju prirubnicu 48 preko više klinova 54 koji su raspoređeni po obimu gornje prirubnice 48 i koji prolaze kroz rupe u pričvrsnoj ploči 52.

[0046] Osigurana ivica 24 zaptivnog elementa 22 je pričvršćena i stisnuta između gornje prirubnice 48 i pričvrsne ploče 52 kućišta zaptivke 30. Zaptivni element 22 sadrži veći broj otvora 56 blizu osigurane ivice 24, kako bi se omogućilo postavljanje klinova 54 koji treba da prođu kroz zaptivni element 22. Da bi se obezbedila dodatna čvrstoća, otvori 56 mogu biti ojačani metalnim prolaznicima 58.

[0047] Kao što je prikazano na SLICI 2, vrh kućišta zaptivke 30 može biti otvoren, pri čemu se osigurana ivica 24 zaptivnog elementa 22 nalazi blizu otvorenog vrha kućišta zaptivke 30. Sa ovim rasporedom, pokretna ivica 26 zaptivnog elementa 22 može biti aksijalno pomerena na gore iznad vrha kućišta zaptivke 30 za željenu vrednost za vreme aksijalnog pomeranja elektrode 16 na gore. Zaptivni element 22 je prikazan na SLICI 2 korišćenjem isprekidanih linija u slučaju položaja kretanja na gore. Kućište zaptivke 30 takođe omogućava da se pokretna ivica 26 zaptivnog elementa 22 aksijalno pomeri na dole za željenu vrednost za vreme aksijalnog pomeranja elektrode 16 na dole. Zaptivni element 22 je prikazan na SLICI 2 korišćenjem punih linija u slučaju položaja kretanja na dole. Otvoreni vrh kućišta zaptivke 30 takođe omogućava laku kontrolu i zamenu zaptivnog elementa 22.

[0048] Štit kućišta 44 od opeke može biti postavljen između kućišta zaptivke 30 i krova peći 12 kako bi delimično zaštitio sklop zaptivke 10 od toplote i gasova iz unutrašnjosti peći. Štit kućišta od opeke 44 ima kružni prsten koji je od vatrostalne opeke 66 koje se protežu delimično preko otvora 20 između elektrode 16 i ivice otvora za elektrodu 14.

[0049] Vodom hlađeni bakarni štit može takođe biti predviđen između štita kućišta od opeke 44 i krova peći 12 da bi se obezbedila dodatna toplotna zaštita zaptivnog sklopa 10.

[0050] Zaptivni element 22 se može ukloniti tako što se prvo ukloni pričvrsna ploča 52 sa gornje prirubnice 48 kako bi se oslobodila osigurana ivica 24 zaptivnog elementa 22. U nekim realizacijama, zaptivni element 22 je konfigurisan tako da omogući njegovu ugradnju, uklanjanje i /ili zamenu kada je elektroda 16 na svom mestu, to jest kada je donji kraj elektrode u položaju koji se proteže kroz otvor 14 na krovu peći 12. Da bi se omogućila takva ugradnja, i zaptivni element 22 i opružni element 28 se mogu otvoriti tako da se mogu obmotati oko elektrode 16 i postaviti na gornju prirubnicu 48 kućišta zaptivke 30. Shodno tome, kao što je prikazano na SLICI 8, zaptivni element 22 može biti opremljen sa prvim krajem 68 i drugim krajem 70 koji se mogu spojiti kako bi mogli da formiraju torusnu obručnu strukturu zaptivnog elementa 22. Pošto prstenasta struktura zaptivnog elementa mora biti kontinuirana, krajevi 68, 70 zaptivnog elementa 22 moraju da se preklapaju, a debljina preklapajućih delova treba da bude suštinski ista kao i debljina ostatka zaptivnog elementa 22. Ovo se može postići na više načina, u zavisnosti od specifične strukture zaptivnog elementa 22. Na primer, kao što je prikazano na SLICI 8, zaptivni elemenat 22 sastoji se od dva lista 32 i ukupno četiri sloja, pri čemu će jedan kraj 68 imati spoljni list 32 koji je odsečen za vrednost koja odgovara preklapanju, a drugi kraj 70 će imati unutrašnji list 32 koji je odsečen za ekvivalentnu vrednost. Shodno tome, prvi kraj 68 će stati unutar drugog kraja 70 zaptivnog elementa 22, tako da će preklopljeni deo sadržati isti broj slojeva u bilo kojoj tački svoje dužine. Spoj za preklapanje se može obezbediti tako što će se obezbiti najmanje jedan komplet otvora 56 sa metalnim prolaznicima 58 kroz koje se delovi zaptivnog elementa 22 koji se preklapaju čvrsto drže zajedno.

[0051] Opružni element 28 može da sadrži linearnu, izduženu zavojnu oprugu koja ima sredstva za pričvršćivanje na svojim suprotnim krajevima, kako bi se omogućilo da krajevi budu povezani zajedno.

[0052] Pošto su sada opisane komponente zaptivnog sklopa 10, dalje karakteristike zaptivnog sklopa 10 su opisane u nastavku u vezi sa radom sklopa zaptivke.

[0053] Kao što je gore pomenuto, minimalni unutrašnji prečnik zaptivnog elementa 22 je manji od prečnika spoljne površine 18 elektrode 16. Shodno tome, u situaciji kada je elektroda 16 povučena iz otvora za peć 14 i uklonjena iz sklopa zaptivke 10, zaptivni element 22 može imati horizontalnu konfiguraciju kao što je prikazano na SLICI 6, sa opružnim elementom 28 koji pomera pokretnu ivicu 26 zaptivnog elementa 22 u radijalnom pravcu ka unutra. Zaptivni sklop 10 kako je ovde opisan, je u potpunosti samonoseći i održava svoju strukturu bez obzira da li je elektroda 16 prisutna ili odsutna iz otvora za peć. Ako je potrebno, elektroda 16 se može spustiti u otvor za peć 14 ili ukloniti iz otvora za peć 14, pri čemu je zaptivni elemenat 22 na svom mestu. U nekim prethodnim rešenjima, struktura zaptivača se ne može održati bez prisustva elektrode 16, što komplikuje umetanje i uklanjanje elektrode 16.

[0054] Sa elektrodom 16 koja je postavljena kroz otvor 14 na peći, zaptivni element 22 će proširiti svoj unutrašnji prečnik tako da može da se prilagodi i formira zaptivanje sa spoljnom površinom 18 elektrode 16. Naglašava se da ovo proširenje zaptivnog elementa 22 se postiže bez ikakvog istezanja vlakana 40 koja čine zaptivni element 22, već se radije postiže pomeranjem vlakana 40 unutar svakog lista 32 zaptivnog elementa 22, i proširenjem ili produženjem opružnog elementa 28.

[0055] Kao što je gore pomenuto, elektroda 16 se pomera gore-dole za male vrednosti pomeranja kako bi se kontrolisala ulazna snaga peći. Kada se elektroda 16 pomera na gore, fleksibilnost zaptivnog elementa 22 dozvoljava pokretnoj ivici 26 da se pomera na gore sa elektrodom 16. Slično, kada se elektroda 16 pomera na dole, fleksibilnost zaptivnog elementa 22 dozvoljava pomeranje ivica 26 da se kreće na dole.

[0056] Radijalna širina zaptivnog elementa 22 je odabrana tako da omogući dovoljno pomeranja pokretne ivice 26 na gore i na dole, tako da se minimizira ili eliminiše klizanje pokretne ivice 26 duž grube spoljne površine 18 elektrode. 16, koje se javlja zbog regulacije rada elektrode. Dakle, aksijalno pomeranje pokretne ivice 26 dozvoljava sklopu zaptivke 10 da apsorbuje ciklično kretanje elektrode 16, pa se na taj način smanjuje glavni izvor habanja na zaptivnom elementu 22. Za veće pokrete elektrode 16, relativno mali kontaktni pritisak primenjen na elektrodu 16 smanjuje površinu kontakta i silu trenja koja se javlja između zaptivnog elementa 22 i elektrode 16, pa se na taj način kod obe dodatno smanjuje veličina habanja.

[0057] Aksijalno pomeranje pokretne ivice 26 ima značajan uticaj na habanje zaptivke. Kao što je prikazano na gornjem grafikonu na SLICI 9, značajan deo pomeranja elektroda se dešava ciklično u malom opsegu. Omogućavanjem zaptivke da se pomera aksijalno, veliki deo habanja je eliminisan jer zaptivka može da prati elektrodu tokom ovog kretanja koje se ponavlja. Do habanja dolazi tek kada se elektroda pomeri za vrednost koja je veće od aksijalne veličine zaptivke. Na SLICI 10 je prikazano da čak i pri malim vrednostima pomeranja dolazi do značajnog smanjenja habanja, a smanjenje pritiska zaptivanja, koje je omogućeno fleksibilnošću zaptivke, dodatno smanjuje stopu habanja.

[0058] Opciona karakteristika koja se može dodati zaptivnom elementu 22 koji nije prikazan na slikama je dodatni spoljni list 32 koji je uključen da dodatno zaštiti zaptivni element 22 od abrazije. Ovaj spoljni list 32 može da se sastoji od metalnih vlakana (ili žica) koja su orijentisana na sličan način kao i keramička vlakna 40. Alternativno, spoljni list 32 može da se sastoji od metalne mreže koja je slična lančanoj mreži. U određenim orijentacijama, lančana mreža ima karakteristike fleksibilnosti kao kod listova 32 zaptivnog elementa 22 i zbog toga ne dolazi do smanjena fleksibilnosti zaptivnog elementa 22.

[0059] Sklop zaptivke u skladu sa drugom realizacijom koja nije deo ovog pronalaska je ukratko opisan u nastavku sa referencom na SLIKU 7. Elementi druge realizacije koji su slični onima iz prve realizacije su označeni istim referentnim brojevima, bez obzira na njihov položaj u drugoj realizaciji.

[0060] Na SLICI 7 je prikazan zaptivni element 22’ sklopa zaptivke kako je ovde definisano, koji takođe ima opružni element 28’. Kao u prvom izvođenju, zaptivni element 22' se sastoji od presavijenih listova 32' tkanine koja se sastoji od vlakana 40', pri čemu svaki od listova 32' ima naspramne ivice 34' i 36' koje su presavijene jedna preko druge tako da formiraju torusnni obruč sa šupljom unutrašnjošću 38' u koju je opružni element 28' postavljen.

[0061] Zaptivni element 22’ ima osigurane ivice 24’ i pokretne ivice, 26’, pri čemu je opružni element 28’ blizu pokretne ivice 26’. Međutim, zaptivni element 22’ druge varijante rešenja ima suprotnu orijentaciju od one koja je u prvoj varijanti rešenja. U tom smislu, osigurana ivica 24' nalazi se radijalno prema unutra u odnosu na pokretnu ivicu 26', koja se ponovo može pomerati duž ose A. Prema tome, pokretna ivica 26' zaptivnog elementa 22' je dizajnirana tako da formira zaptivanje sa unutrašnjom površinom cilindričnog objekta, kao što je unutrašnja površina kanala ili cevi (nije prikazano).

[0062] Pokretna ivica 26’ je kontinuirano nagnuta u radijalnom pravcu prema spolja pomoću opružnog elementa 28’, koji ima prstenastu pritisnu oprugu.

[0063] Zaptivni element 22' će biti pričvršćen za kućište zaptivke (nije prikazano), koje može biti slično po strukturi kućištu zaptivke 30 koje je opisano gore, i može zadržati osiguranu ivicu 24' na isti ili sličan način kao što je gore opisano, u odnosu na sklop zaptivke 10. Međutim, umesto da štrči radijalno ka unutra u odnosu na kućište zaptivke 30, kao kod zaptivnog sklopa 10, zaptivni element 22' će štrčati radijalno ka spolja u odnosu na kućište zaptivke.

[0064] Iako je gornji predmetni pronalazak opisan u vezi sa određenim specifičnim realizacijama, nije namera da bude ograničena na njih. Umesto toga, predmetni pronalazak opisan ovde uključuje sve realizacije koje mogu potpasti u obim zahteva koji slede.

SPISAK REFERENTNIH OZNAKA

[0065]

10 Zaptivni sklop

12 Krov peći

14 Otvor za elektrodu

16 Elektroda

18 Spoljnja površina elektrode

20 Kružni otvor

22 Zaptivni elemenat

24 Osigurana ivica zaptivnog elementa 26 Pokretna ivica zaptivnog elementa 28 Opružni elemenat

30 Zaptivno kućište

32 List koi čini zaptivni elemenat

34 Gornja osigurana ivica listova

36 Donja osigurana ivica listova

38 Šupljina zaptivnog elementa

40 Vlakna

44 Štit kućišta od opeke

46 Vertikalni bočni zid kućišta

48 Horizontalna gornja prirubnica kućišta 50 Horizontalna donja prirubnica kućišta 52 Potporna ploča kućišta

54 Klinovi kućišta

56 Otvori zaptivnog elementa

58 Metalni otvori zaptivnog elementa 66 Vatrostalne opeke

68 Prvi kraj zaptivnog elementa

70 Drugi крај zaptivnog elementa

Claims (10)

Zahtevi

1. Sklop zaptivke (10) pogodan za zaptivanje otvora između promenljive zaptivne površine i fiksne površine za upotrebu na temperaturama koje nisu tipično pogodne za elastične materijale, pri čemu sklop zaptivke ima:

(a) suštinski prstenasti zaptivni element (22) koji ima noseću ivicu (24) koja je pogodna da se pričvrsti za fiksnu površinu i pokretnu ivicu (26) koja e pogodna da zahvati promenljivu zaptivnu površinu, pri čemu je zaptivni element fleksibilan i omogućava pomeranje pokretne ivice paralelno i vertikalno na promenljivu zaptivnu površinu, pri čemu je pokretna ivica pogodna za pomeranje između položaja na gore, gde je pokretna ivica aksijalno pomerena na gore iznad fiksne površine tokom aksijalnog pomeranja promenljive zaptivne površine duž vertikalne ose (A) na gore i položaja na dole, gde je pokretna ivica aksijalno pomerena na dole ispod fiksne površine tokom aksijalnog pomeranja promenljive zaptivne površine na dole duž pomenute vertikalne ose (A); i

(b) suštinski prstenasti opružni element (28) koji se nalazi blizu pokretne ivice (26) zaptivnog elementa, pri čemu je opružni element pogodan za, kada je noseća ivica pričvršćena za fiksnu površinu, pomeranje pokretne ivice (26) zaptivnog elementa u radijalnom pravcu prema unutra od noseće ivice, pri čemu se noseća ivica zaptivnog elementa nalazi radijalno sa spoljne strane od pokretne ivice, i pri čemu je opružni element u uslovima zatezanja i prilagođen je da pomera pokretnu ivicu zaptivnog elementa prema unutra u odnosu na promenljivu zaptivnu površinu, pri čemu promenljiva zaptivna površina u suštini cilindrična, fiksna površina i promenljiva zaptivna površina nisu deo zahtevanog zaptivnog sklopa, pri čemu zaptivni element ima materijal koji je otporan na temperature do oko 1500°C; i pri čemu se zaptivni element sastoji od suštinski neelastičnih vlakana koja su otporni na toplotu i koja se sastoje od keramike ili materijala metala koi je otporan na toplotu, pri čemu zaptivni element ima najmanje jedan fleksibilni presavijeni list (32) koji ima par suprotnih ivica (34, 36); pri čemu se suprotne ivice najmanje jednog fleksibilnog presavijenog lista nalaze u blizini noseće ivice (24) zaptivnog elementa; i pri čemu je opružni element zatvoren unutar najmanje jednog fleksibilnog presavijenog lista, pri čemu zaptivni element sadrži torusnu cev koja obuhvata opružni element; i pri čemu torusna cev ima tkani raspored navedenih vlakana karakteriše se time što, kada je najmanje jedan fleksibilni presavijeni list rasklopljen duž pomenute vertikalne ose (A), tkani raspored navedenih vlakana približava se dvostruko valjanoj površini u kojoj su svako od navedenih vlakana raspoređena tako da približno čine pravu liniju dvostruko valjane površine.

2. Zaptivni sklop prema patentnom zahtevu 1, karakteriše se time što zaptivni element sadrži veći broj navedenih fleksibilnih presavijenih listova, koji su raspoređeni u više slojeva.

3. Zaptivni sklop prema patentnom zahtevu 1 ili patentnom zahtevu 2, karakteriše se time što torusna cev ima radijalni poprečni presek koji je u obliku kruške, sa pokretnom ivicom zaptivnog elementa kojiima zaobljen profil.

4. Zaptivni sklop prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3, karakteriše se time što, kada je u upotrebi, noseća ivica je pričvršćena za fiksnu površinu, pokretna ivica je pogodna da se pomera aksijalno i radijalno u odnosu na osu koja je vertikalna na noseću ivicu za unapred određenu vrednost.

5. Zaptivni sklop prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4, karakteriše se time što zaptivni element uključuje preklopni spoj na kome su spojeni prvi kraj i drugi kraj zaptivnog elementa; pri čemu preklopni spoj ima debljinu koja je u suštini ista kao i debljina ostatka zaptivnog elementa.

6. Zaptivni sklop prema bilo kom od prethodnih zahteva, karakteriše se time što je zaptivni element u mogućnosti da proširi svoj unutrašnji prečnik da bi se prilagodio i formirao zaptivanje u slučaju kada je promenljiva površina zaptivanja.

7. Zaptivni sklop prema bilo kom od prethodnih zahteva, karakteriše se time što pokretna ivica zaptivnog elementa ima sloj fleksibilnih metalnih vlakana ili mrežu.

8. Električna peć koja ima zaptivni sklop (10) prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 7, karakteriše se time što električna peć sadrži promenljivu zaptivnu površinu i fiksnu površinu:

promenljiva zaptivna površina obuhvata spoljašnju cilindričnu površinu (18) elektrode (16);

fiksna površina obuhvata ivicu otvora (14) na krovu (12) električne peći, pri čemu se donji kraj elektrode proteže kroz otvor u peći, a elektroda se može pomerati kroz pomenuti otvor duž vertikalne ose;

otvor između promenljive zaptivne površine i fiksne površine obuhvata prstenasti zazor (20) između spoljašnje cilindrične površine elektrode i ivice otvora na krovu peći; i

pokretna ivica zaptivnog sklopa se može pomerati aksijalno i radijalno u odnosu na pomenutu vertikalnu osu.

9. Električna peć prema zahtevu 8, karakteriše se time što fiksna površina obuhvata prstenasto kućište zaptivke (30) na krovu peći, pri čemu je noseća ivica zaptivnog elementa pričvršćena za kućište zaptivke;

pri čemu je potporna ivica zaptivnog elementa pričvršćena ispod noseće ploče (52) kućišta zaptivke; i

pri čemu kućište zaptivke ima otvoreni vrh.

10. Električna peć prema patentnom zahtevu 9, karakteriše se time što ima prstenasti štit kućišta od opeke (44) koji se nalazi između prstenastog zaptivnog kućišta i krova peći i bakarni hladnjak koji se nalazi između štita kućišta od opeke i krova peći;

pri čemu štiti kućišta od opeke ima kružni prsten od vatrostalne opeke (66) koji okružuje otvor i delimično pokriva prstenasti zazor između elektrode i otvora.