AT393165B - Sonde zur bestimmung der temperaturen der waende der rauchzuege von koksoefen - Google Patents

Description

AT 393 165 B

Die Erfindung betrifft die Bestimmung der Temperaturen der Wände der Rauchzüge von Koksöfen mittels einer Sonde, die einen Meßkopf umfaßt, der ein Pyrometer enthält und im Rauchzug mittels eines Verbindungselementes an einer außerhalb des Rauchzuges angeordneten Betätigungsvorrichtung der Sonde suspendiert ist.

Die Erfindung betrifft daher nicht jene bekannten Sonden, deren strahlungsempfindliches Element (Pyrometer oder sonstiges) außerhalb des Ofens verbleibt und entweder am Ende eines starren und geradlinigen Rohres vorgesehen ist, dessen anderes Ende einen Reflektorspiegel äbschirmt, der vor einem Fenster angeordnet ist, das gegenüber den Wänden der Rauchzüge offen ist (US-PS-3 577 784 sowie DE-OS 3 118 080), oder am Ende einer biegsamen Welle vorgesehen ist, die eine oder mehrere Lichtleitfasern bzw. Lichtwellenleiter äbschirmt und deren anderes Ende seitlich in den Ofen mündet (US-PS 4 402 79 0).

Bei einer ersten Ausführungsform einer bekannten Sonde des erfindungsgemäßen Typs ist das optische Pyrometer in einem Mantel eingeschlossen, der durch innere Wasserzirkulation gekühlt wird. Dieser Mantel bildet den Meßkopf und befindet sich am Ende einer starren Stange, die mittels eines Zahnstangensystems betätigt wird. Diese Ausführungsform stellt eine schwere, sperrige, schwer zu betätigende und kostspielige Anordnung dar, die außerdem dafür anfällig ist, die Messung durch das Vorhandensein einer großen thermischen Masse zu stören.

Bei einer zweiten Ausführungsform einer bekannten Sonde wurde die starre Stange durch ein geschmeidiges bzw. biegsames, aufrollbares Metallrohr ersetzt, das dem Kopf Kühlwasser zuführt. Dieses System besitzt den Nachteil, gebrechlich zu sein, insbesondere aufgrund der Gefahr einer Durchlöcherung des biegsamen Rohres.

Bisher wurde aufgrund der hohen Temperaturen, die im Inneren der Rauchzüge herrschen und aufgrund der Tatsache, daß die optischen Pyrometer keiner Temperatur über 60 °C standhalten, in Fachkreisen immer angenommen, daß eine Kühlung des Kopfes durch innere Zirkulation eines Fluids (im allgemeinen Wasser) unerläßlich notwendig ist

Es wurde nun gefunden, daß diese Kühlung durch Zirkulation von Wasser ausgeschaltet werden kann, die, wenn sie wirksam sein soll, auch nicht wenige schwerwiegende Nachteile verursacht

Es wurde gefunden, daß mittels einer einfachen Vorrichtung in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten jeder Rauchzug rasch genug überprüft und auf ein aufwendiges Kühlsystem verzichtet worden kann.

Gegenstand der Erfindung ist eine Sonde, die dadurch gekennzeichnet ist daß der Kopf aus einer nicht gekühlten Hülle besteht, die aus einem hitzebeständigen Material (verstärktem Fasermaterial oder massivem feuerfesten Stein) hergestellt ist, daß das Verbindungselement von einer Metalltrosse gebildet ist, die von einer biegsamen bzw. geschmeidigen Hülle aus faserigem feuerfestem Material umgeben ist und daß die Betätigungsvorrichtung des Kopfes eine Aufrolltrommel für das Verbindungselement umfaßt

Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante umfaßt die Betätigungsvorrichtung außerdem eine Befeuchtungseinrichtung für die Hülle des Verbindungselementes, z. B. eine Besprengungsrampe bzw. -einrichtung, einen die Hülle umgebenen Wasserkasten oder vorzugsweise einen Wasserbehälter, der den unteren Abschnitt der Trommel umgibt

Die Anordnung stellt eine sehr geschmeidige bzw. biegsame bzw. elastische, nur wenig sperrige und leichte Vorrichtung dar. Das Schutzsystem reicht für eine fast eine Minute lange Überprüfung im Rauchzug aus; Versuche haben ergeben, daß diese kurze Meßzeit für die Überprüfung eines Rauchzuges mittels der erfindungsgemäßen Sonde ausreicht

Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen Fig. 1 eine Schnittansicht eines Abschnittes einer Ofenbatterie zeigt, bei der die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Ausführungsvariante mit einem Wasserbehälter dargestellt ist und Fig. 2 das Detail eines Meßkppfes darstellt.

Der Meßkopf (1) ist mittels seines biegsamen bzw. geschmeidigen Verbindungselementes (2) suspendiert und dringt in das Innere des Rauchzuges (3) durch die obere Öffnung ein. Das biegsame Verbindungselement (2) ist um eine Umlenkrolle (4) herum geführt und wird auf einer Trommel (5) aufgerollt, deren Drehung symbolisch von der mit (6) bezeichnten Handkurbel gesteuert wird.

Ein mit Wasser gefüllter halbzylindrischer Behälter (7) taucht den unteren Abschnitt der Trommel (5) so ein, daß das Verbindungselement (2) befeuchtet wird. Dieser Behälter ist auf Rollen (19) montiert und dient zur Befestigung von Stützarmen (20) für die Umlenkrolle (4). Durch die Befeuchtung des Verbindungsstückes (2) wird seine Erwärmung während seines Aufenthaltes im Inneren des Kanals verzögert, wodurch auch seine Beschädigung vermieden wird.

Der Meßkopf (1) umfaßt eine isolierende Hülse (bzw. ein Deckrohr), die von einem Stahlrohr (8) gebildet wird (um die Festigkeit gegen mechanische Erschütterungen zu erhöhen), das von einem faserigen Material (9) bedeckt ist (z. B. einem Material, das unter der Handelsmarke KERLANE vertrieben wird). Alternativ kann die Hiilse aus einem kompakten feuerfesten Material (z. B. einem unter der Handelsmarke CALOR vertriebenen Material) hergestellt sein, um nach Bedarf seine Wärmekapazität zu erhöhen.

Die Hülse ist an ihrem unteren Abschnitt durch einen Ballastteil (10) aus rostfreiem hitzebeständigem Stahl, der an das hitzebeständige Material (9) angeklebt ist und an seinem oberen Abschnitt durch einen Stauteil (11) verschlossen, der aus dem gleichen Metall hergestellt ist, die Verbindung zwischen der Hülse (8,9) und der Hülle (12) des Verbindungselementes (2) zuläßt und ebenfalls am hitzebeständigen Abschnitt (9) der Hülse -2-

Claims (5)

1. AT 393 165 B angeklebt ist Diese biegsame Hülle (12) ist aus einem faserförmigen armierten Material geflochten (z. B. einen unter der Handelsmarke DELCERAM vertriebenen Material). Sie umgibt eine drehfeste Metalltrosse (13), an deren Ende ein langgestrecktes optisches Pyrometer (14) (ein "BleistifT-Pyrometer) aufgehängt ist, das im Inneren der Hülse (8, 9) geschützt ist. Die Hülle (12) schirmt auch elektrische Anschlüsse (15) ab, die für die Stromzufuhr und für die Übertragung der vom Pyrometer abgegebenen Signale zu einer herkömmlichen Empfangs- und Aufzeichnungseinrichtung erforderlich sind, die jedoch nicht dargestellt und auf der Vorrichtung (4 - 7) zur Betätigung der Sonde angeordnet ist Das optische Pyrometer (14) empfängt die infrarote Strahlung durch eine Öffnung (16), die in der Hülse ausgebildet und mit einem Abschirmfenster (17) aus Saphir und einem Reflektorspiegel (18) versehen ist. Eine solche Konfiguration läßt die Verwendung eines Pyrometers des konzipierten klassischen "Bleistift"-Typs zu, um die gerade vor ihm emittierte Strahlung aufzunehmen, obwohl die strahlenden Wände des Ofens seitlich in bezug auf das Pyrometer angeordnet sind. Seine verbesserten optischen Eigenschaften und sein thermischer Widerstand machen den entsprechend adaptierten Saphir dazu geeignet, das seitliche Abschirmfenster zu bilden. Versuche haben gezeigt, daß das Ab- und Aufrollsystem des V erbindungselementes (2) die Überprüfung der gesamten Höhe eines Rauchzuges von 4 m Höhe in etwa 20 Sekunden zuläßt (wobei das Pyrometer augenblicklich reagiert). Das Stahlband (13), das vom faserigen Material (12) geschützt wird, weist ein zufriedenstellendes Verhalten selbst nach wiederholten, verhältnismäßig langen Aufenthalten in der Flamme (von 1 Minute und selbst mehr als 2 Minuten, wenn die Hülle (12) vorher befeuchtet wurde) auf. Die Entwicklung dar Temperaturen im Herzen der Meßsonde zeigt, daß am Ende einer Minute die Temperatur bei den beiden Typen der Isolierung der Hülse sehr wenig angestiegen ist (Anstieg von weniger als 15°). Da das "Bleistiff-Pyrometer bis zu einer maximalen Temperatur von 60° arbeiten kann, ist ersichtlich, daß die Überprüfung eines Rauchzuges in den vorgeschriebenen Zeiträumen durchaus durchführbar ist. Es ist festzustellen, daß der Wärmeleitwiderstand ein Ansteigen der Temperatur im Kopf nach dem Herausziehen aus dem Rauchzug bedingen kann. In diesem Fall kann eine Zusatzkühlvorrichtung für den Kopf am Ausgang des Rauchzuges vorgesehen werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Sonde zur Bestimmung der Temperaturen der Wände der Rauchzüge von Koksöfen, die einen Meßkopf umfaßt, der ein optisches Pyrometer enthält, das mittels eines Veibindungselementes an einer Betätigungseinrichtung des Kopfes aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (1) von einer nicht gekühlten Hülse (Überschieb- bzw. Deckrohr) (8, 9) aus einem hitzebeständigen Material gebildet ist, daß das Verbindungselement (2) von einer Metalltrosse (13) gebildet ist, die von einer biegsamen bzw. geschmeidigen Hülle (12) aus einem faserigen, feuerfesten Material umgeben ist und daß die Betätigungsvorrichtung (4 bis 7) des Kopfes eine Trommel (5) zum Aufrollen des Verbindungselementes umfaßt.
2. 2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8, 9) ein seitliches Abschirmfenster (17) umfaßt und daß ein Spiegel (18) vorgesehen ist, um die Strahlung auf das Pyrometer (14) zu leiten.
3. 3. Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmfenster aus Saphir besteht.
4. 4. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (4 bis 7) eine Befeuchtungseinrichtung für die Hülle (12) des Vefbindungselementes (2) umfaßt.
5. 5. Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung aus einem Wasserbehälter (7) besteht, in den der untere Abschnitt der Aufiolltrommel (5) eingetaucht ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-