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Die Erfindung betrifft ein Kohlefüllteleskop zur Befüllung von Koksöfen mit einer oberen Anschlusseinrichtung zur Befestigung an einem Kohlefüllwagen, einem an Pendelelementen aufgehängten Füllteleskopoberteil und einem mit weiteren Pendelelementen an einer Hubeinrichtung aufgehängten Füllteleskopunterteil, wobei zwischen dem Füllteleskopoberteil und der Anschlusseinrichtung eine Dichtung angeordnet ist.
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Ein Kohlefüllteleskop mit den beschriebenen Merkmalen ist aus
DE 10 2007 044 181 A1 bekannt. Die bekannte Konstruktion ist sehr flexibel, so dass sich das Teleskopunterteil an die Lage der Ofenfüllrahmen eines Koksofens anpassen kann und hinreichend große Ausgleichsbewegungen in drei Achsrichtungen möglich sind, ohne dass die beweglichen Teile des Füllteleskops hierdurch übermäßig beansprucht werden. Das bekannte Kohlefüllteleskop zeichnet sich ferner durch eine gute Dichtigkeit aus. Allerdings ist es nicht möglich, beim Befüllen einer Ofenkammer entstehende Füllemissionen zu erfassen und zum Zwecke einer Verbrennung oder weiteren Nutzung abzuleiten.
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Aus der Praxis sind Kohlefüllteleskope bekannt, welche neben dem Überleiten der Einsatzkohle aus einem Kohlefüllwagen in eine Ofenkammer auch die beim Befüllen der Ofenkammer entstehenden Füllemissionen erfassen und einer auf dem Kohlefüllwagen installierten Verbrennungs- oder Filteranlage zuführen können. Bei dieser Anforderung müssen die Füllteleskope dicht ausgeführt sein, damit die Emissionen ohne Leckage in die Umwelt den vorgenannten Anlagen zugeführt werden können. Ein allgemein bekannter Mangel von Füllteleskopsystemen mit Füllemissionserfassung ist die Tatsache, dass die geforderte Dichtigkeit der Füllteleskope nicht mit der von Kokereibetreibern geforderten Flexibilität der Füllteleskope, die insbesondere auf älteren Kokereianlagen für eine Positionskorrektur notwendig ist, in Übereinstimmung zu bringen ist. Bekannte Füllteleskopsysteme mit Füllemissionserfassungen können diese Forderung der Kokereibetreiber nicht erfüllen und stellen nur Kompromisslösungen in Bezug auf Dichtigkeit und Flexibilität dar.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kohlefüllteleskop anzugeben, welches in drei Achsen sehr beweglich ist, während die Koksofenbefüllung dicht ist und außerdem eine Erfassung der bei einer Koksofenbefüllung entstehenden Emissionen und deren sichere Ableitung zur Verbrennung oder weiteren Verwertung ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Kohlefüllteleskop nach Anspruch 1.
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Das Kohlefüllteleskop weist die eingangs beschriebenen Merkmale auf. Erfindungsgemäß ist das Füllteleskopunterteil in das Füllteleskopoberteil eingeführt und als doppelwandiges Element ausgebildet, welches einen Außenmantel und ein Innenrohr aufweist. Ferner weist die Anschlusseinrichtung ein Kohlefüllrohr sowie einen an der Oberseite des Füllteleskopoberteils angrenzenden Gassammelraum mit einer Auslassöffnung zur Ableitung von Emissionen auf. Das Kohlefüllrohr erstreckt sich in jeder Funktionsstellung der Hubeinrichtung bis in den Bereich des Füllteleskopunterteils. Bei einer Koksofenbefüllung entstehen Emissionen und gelangen durch einen von dem Außenmantel und dem Innenrohr begrenzten Ringraum des Füllteleskopunterteils in das Füllteleskopoberteil und von dort in den Gassammelraum der Anschlusseinrichtung.
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Die Ableitung der Emissionen wird während der Koksofenbefüllung nicht durch den Kohlefluss behindert. Die Kohle wird während des Füllvorganges durch das Füllrohr der Anschlusseinrichtung bis in das Füllteleskopunterteil geleitet. Hier ist der Kohlefluss durch das Innenrohr des Füllteleskopunterteils von den Emissionen getrennt, die durch den Ringraum des doppelwandigen Füllteleskopunterteils nach oben strömen. Der Raum des Füllteleskopoberteils wird als Strömungsraum für die Emissionen genutzt. Die Emissionen können durch den Ringraum des Füllteleskopunterteils und durch den anschließenden Raum des Füllteleskopoberteils mit geringen Strömungsdruckverlusten gesammelt und abgeleitet werden.
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An die Auslassöffnung des Gassammelraums der Anschlusseinrichtung kann ein fest verlegtes Saugleitungssystem angeschlossen werden, welches die Emissionen beispielsweise zu einer Verbrennungs- oder Filteranlage auf dem Kohlefüllwagen leitet. Die Anschlusseinrichtung ist an den Kohlefüllwagen angeschlossen und ist von dem Füllteleskopoberteil, welches durch seine Aufhängung an Pendelelementen in Quer- und Längsrichtung zum Kohlefüllwagen beweglich ist, getrennt. Die Anschlusseinrichtung führt daher während der Ausgleichsbewegungen des Füllteleskops keine horizontalen oder vertikalen Bewegungen aus. Das Saugleitungssystem kann daher ohne Ausgleichselemente in Form von Kompensatoren oder dergleichen an die Anschlusseinrichtung des Kohlefüllteleskops angeschlossen werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit eines Kohlefüllwagens wesentlich, da bekanntermaßen Ausgleichselemente, wie Kompensatoren und dergleichen infolge ständig erfolgender Bewegungen einem erhöhten Verschleiß unterworfen sind und nach kurzer Betriebsdauer unerwünschte Undichtigkeiten aufweisen können.
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Der Ringraum des Füllteleskopunterteils zur Ableitung von Emissionen erstreckt sich bis zum unteren Rand des Füllteleskopunterteils. Vorzugsweise weist das Füllteleskopunterteil an seinem unteren Ende einen von dem Innenrohr und dem Außenmantel gebildeten doppelwandigen Auslaufkonus auf, wobei der Innendurchmesser der an dem unteren Rand des Innenrohres gemessenen Schüttöffnung kleiner ist als der Durchmesser der von dem unteren Rand des Außenmantels begrenzten Öffnung des Auslaufkonus. Die durch die Abmessung des Innenrohres bestimmte Schüttöffnung ist kleiner als die Öffnung des Auslaufkonus, der bei einer Koksofenbefüllung an einem Fülllochrahmen in der Ofendecke des Koksofens anliegt. Zwischen dem Kohlefluss, der in das Füllloch eintritt, und dem Umfang des Füllloches bleibt ein Raum, durch den Emissionen ungehindert abgesaugt und dem Ringraum des Füllteleskopunterteils zugeführt werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Auslaufkonus sieht vor, dass an der Innenseite des Auslaufkonus unterhalb der von dem Innenrohr bestimmten Schüttöffnung ein Kranz aus mehreren zueinander beabstandeten Leitelementen zur Leitung von in den Ringraum des Füllteleskopunterteils eintretenden Emissionen angeordnet ist. Die Leitelemente können insbesondere als rippenförmige Vorsprünge ausgebildet sein. Der Kranz aus Leitelementen schafft eine wandnahe Strömungsberuhigungszone und reduziert eine Sogwirkung des durch die Kohlefüllöffnung in den Koksofen eintretenden Kohlemassestroms.
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An dem Außenmantel des Auslaufkonus ist zweckmäßig ein Dichtungselement zur Abdichtung an dem Fülllochrahmen des Koksofens angeordnet.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anschlusseinrichtung sieht vor, dass die Anschlusseinrichtung einen unterseitig offenen Kasten aufweist, wobei sich das Kohlefüllrohr durch den Innenraum des Kastens erstreckt und der das Kohlefüllrohr umgebende Raum des Kastens den Gassammelraum bildet. Die Auslassöffnung ist zweckmäßig an einer Seite des Kastens angeordnet und weist einen Stutzen zum Anschluss einer Saugleitung auf. Die Abdichtung zwischen der Anschlusseinrichtung und dem Füllteleskopoberteil ist an der Unterseite des Kastens angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Füllteleskopoberteil einen ringförmigen Flansch und die Anschlusseinrichtung eine horizontale untere Abschlussfläche auf, wobei die Dichtung zwischen dem ringförmigen Flansch und der unteren Abschlussfläche der Anschlusseinrichtung angeordnet ist. Die Dichtung ist vorzugsweise als Schlauch oder Membran ausgebildet, wobei das Innere des Dichtungsschlauches oder ein von der Membran abgeschlossener Raum an eine Druckquelle angeschlossen wird. Bei teleskopierenden Stellbewegungen des Füllteleskops ist die Dichtung druckentlastet, so dass der ringförmige Flansch des Füllteleskopoberteils relativ zur Dichtfläche der Anschlusseinrichtung ohne Zwänge frei beweglich ist. Nachdem das Füllteleskop auf die Füllöffnung in der Ofendecke abgesenkt worden ist und seine Endposition erreicht hat, kann die Dichtung aktiviert, d.h. mit Druckluft oder einem anderen Druckmedium beaufschlagt werden. Durch die Druckbeaufschlagung wölbt sich die Dichtung nach außen und wirkt auf eine zugeordnete Fläche, wodurch eine optimale Dichtheit während des Befüllvorganges sichergestellt wird.
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Auch zwischen dem Füllteleskopunterteil und dem Füllteleskopoberteil ist vorzugsweise eine Dichtung angeordnet, wobei konventionelle Dichtungswerkstoffe verwendet werden können oder ebenfalls ein druckbeaufschlagter Schlauch oder eine druckbeaufschlagte Membran als Dichtung verwendet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Füllteleskopunterteil eine am Außenmantel angeordnete radial vorstehende Manschette auf und ist an dem Teleskopoberteil eine Dichtung angeordnet, die an der Manschette anliegt, wenn das Füllteleskopunterteil in eine untere Position zur Koksofenbefüllung abgesenkt ist. Wenn das Füllteleskopunterteil mittels der Hubeinrichtung angehoben wird, verlässt die Manschette den Wirkungsbereich der Dichtung, wobei sich zwischen dem Außenmantel und der Dichtung ein der Dicke der Manschette entsprechender Spalt einstellt und das Füllteleskopunterteil ohne Berührungskontakt mit der Dichtung verstellt werden kann. Da die Dichtung mit dem Füllteleskopunterteil nur dann in Kontakt tritt, wenn das Füllteleskopunterteil zum Zwecke einer Koksofenbefüllung eine untere Endposition erreicht, kann ein Verschleiß der Dichtung weitgehend reduziert werden. Die Manschette kann insbesondere auch aus einem wärmedämmenden Material bestehen, so dass die Temperaturbeanspruchung der Dichtung während einer Koksofenbefüllung reduziert wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch ein Kohlefüllteleskop in zwei Funktionsstellungen.
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Das in der Figur dargestellte Füllteleskop ist an einer Austrageinrichtung an der Unterseite eines nicht dargestellten Kohlefüllwagens befestigt und dient dazu, Einsatzkohle aus der Austragseinrichtung in die Ofenkammern eines Koksofens überzuleiten. Bei der Koksofenbefüllung entstehende Emissionen werden erfasst und zum Zwecke einer Verbrennung oder weiteren Nutzung abgeleitet.
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Das Kohlefüllteleskop weist eine obere Anschlusseinrichtung 1 zur Befestigung an einem Kohlefüllwagen, ein an Pendelelementen 2 aufgehängtes Füllteleskopoberteil 3 sowie ein mit weiteren Pendelelementen 4 an einer Hubeinrichtung 5 aufgehängtes Füllteleskopunterteil 6 auf. Zwischen dem Füllteleskopoberteil 3 und der Anschlusseinrichtung 1 ist eine Dichtung 7 angeordnet. Mit einer Stellbewegung der Hubeinrichtung 5 ist das Füllteleskopunterteil 6 auf einen Fülllochrahmen 8 in der Ofendecke des Koksofens absenkbar. Der Fülllochrahmen bildet eine Öffnung in der Ofendecke. Die rechte Darstellung der Figur zeigt die Position des Füllteleskopunterteils 6 während der Koksofenbefüllung. Nach der Befüllung der Ofenkammer wird das Füllteleskopunterteil 6 angehoben, wobei es die in der linken Darstellung der Figur dargestellte Position einnimmt.
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Das Füllteleskopunterteil 6 greift in das Füllteleskopoberteil 3 ein und ist als doppelwandiges Element ausgebildet, welches einen Außenmantel 9 und ein Innenrohr 10 aufweist. Die Anschlusseinrichtung 1 weist ein Kohlefüllrohr 11 sowie einen an der Oberseite des Füllteleskopoberteils 3 angrenzenden Gassammelraum 12 mit einer Auslassöffnung 13 zur Ableitung von Emissionen auf. Das Kohlefüllrohr 11 der Anschlusseinrichtung 1 ist so bemessen, dass sich das Kohlefüllrohr 11 in jeder Funktionsstellung der Hubeinrichtung 5 bis in den Bereich des Füllteleskopunterteils 6 erstreckt. Emissionen, die bei der Befüllung der Ofenkammer freigesetzt werden, sind durch einen von dem Außenmantel 9 und dem Innenrohr 10 begrenzten Ringraum 14 des Füllteleskopunterteils 6 in das Füllteleskopoberteil 3 ableitbar und gelangen von dort in den Gassammelraum 12 der Anschlusseinrichtung 1. Durch die Wand des Innenrohrs 10 sind die durch einen Strömungspfeil dargestellten, nach oben strömenden Emissionen und der nach unten gerichtete Kohlefluss voneinander getrennt. Die bei der Befüllung eines Koksofens entstehenden Emissionen können durch den Ringraum 14 des Füllteleskopunterteils 6 und anschließend durch den Raum des Füllteleskopoberteils 3 mit einem geringen Strömungsdruckverluste abgezogen werden.
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Das Füllteleskopunterteil 6 weist an seinem unteren Ende einen von dem Innenrohr 10 und dem Außenmantel 9 gebildeten doppelwandigen Auslaufkonus 15 auf, wobei der Innendurchmesser d der an dem unteren Rand des Innenrohrs 10 gemessen Schüttöffnung 16 kleiner ist als der Durchmesser D der von dem unteren Rand des Außenmantels 9 begrenzten Öffnung des Auslaufkonus 15. Durch diese Ausgestaltung bleibt der Mündungsbereich des Ringraumes 14, durch den Emissionen abgeleitet werden, ebenso wie ein wandnaher Bereich unterhalb dieses Mündungsbereiches im Wesentlichen frei von Kohle, so dass Emissionen ohne Beeinträchtigung des in den Ofenschacht einfließenden Kohlemassenstroms abgezogen werden können. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Innenseite des Auslaufkonus 15 unterhalb der von dem Innenrohr 10 bestimmten Schüttöffnung 16 ein Kranz aus mehreren zueinander beabstandeten Leitelementen 17 in Form von rippenförmigen Vorsprüngen angeordnet. Die Leitelemente 17 fördern die Ableitung der Emissionen. Der aus den Leitelementen 17 gebildete Kranz bildet eine Strömungsberuhigungszone und reduziert die Sogwirkung des nach unten abfließenden Kohlemassenstroms auf die nach oben strömenden Emissionen.
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An dem Außenmantel 9 des Auslaufkonus 15 ist ein Dichtungselement 18 zur Abdichtung an dem Fülllochrahmen 8 in der Ofendecke eines Koksofens angeordnet.
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Die Anschlusseinrichtung 1 ist an der Unterseite eines Kohlefüllwagens befestigbar und weist einen unterseitig offenen Kasten 19 auf, durch den sich das Kohlefüllrohr 11 der Anschlusseinrichtung 1 erstreckt. Der das Kohlefüllrohr 11 umgebende Raum des Kastens 19 bildet den Gassammelraum 12. Die Auslassöffnung 13 ist an einer Seite des Kastens 19 angeordnet und weist einen Stutzen zum Anschluss einer Saugleitung 20 auf, durch welche die Füllemissionen zu einer Verbrennungs- oder Filteranlage auf dem Füllwagen gelangen. Der unterseitig offene Kasten 19 ist von dem Füllteleskopoberteil 3 getrennt und führt daher keine horizontalen oder vertikalen Bewegungen aus, wenn das Füllteleskop zur Befüllung eines Koksofens auf ein Füllloch in der Ofendecke abgesenkt wird und dabei das Füllteleskopoberteil und/oder das Füllteleskopunterteil 6 seitwärts gerichtete Ausgleichsbewegungen ausführt. Die Saugleitung 20 zur Ableitung der Füllemissionen kann daher ohne Ausgleichselemente in Form von Kompensatoren oder dergleichen an die Auslassöffnung 13 der Anschlusseinrichtung 1 bzw. an den Stutzen des nach unten offenen Kastens 19 der Anschlusseinrichtung 1 angeschlossen werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit eines Kohlefüllwagens wesentlich, da Kompensatoren und ähnliche Ausgleichselemente bei ständig erfolgenden Bewegungen einem erhöhten Verschleiß unterworfen sind und nach kurzer Betriebsdauer undicht werden können.
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Zwischen dem Füllteleskopunterteil 6 und dem Füllteleskopoberteil 3 ist ebenfalls eine Dichtung 21 angeordnet. Ferner entnimmt man der Figur, dass das Füllteleskopunterteil 6 eine am Außenmantel 9 angeordnete radial vorstehende Manschette 22 aufweist und die an dem Füllteleskopoberteil 3 befestigte Dichtung 21 an der Manschette 22 anliegt, wenn das Füllteleskopunterteil 6 in eine untere Position zur Koksofenbefüllung abgesenkt worden ist. Die Manschette kann auch als Isolierkörper ausgebildet sein und die Dichtung 21 während der Koksofenbefüllung vor einer Temperaturüberbeanspruchung schützen.
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Die Dichtung zwischen der Anschlusseinrichtung 1 und dem Füllteleskopoberteil 3 ist vorzugsweise als Schlauch oder Membran ausgebildet, wobei der Innenraum des Schlauches oder ein von der Membran abgeschlossener Raum an eine nicht dargestellte Druckquelle angeschlossen ist. Durch Druckbeaufschlagung mit Druckluft oder einem anderen Druckmedium wird die Dichtung aktiviert und wölbt sich nach außen, wobei sie den Spalt zwischen den abzudichtenden Flächen überbrückt. Wenn das Füllteleskop eingefahren oder abgesenkt werden soll, wird die Dichtung deaktiviert, d.h., druckentlastet. Nach einer Druckentlastung kann das an den Pendelelementen 2 aufgehängte Füllteleskopoberteil 3 frei bewegt werden und seitwärts gerichtete Ausgleichsbewegungen ausführen. Die Dichtung 21 zwischen dem Füllteleskopoberteil 3 und dem Füllteleskopunterteil 6 kann aus konventionellen Dichtungswerkstoffen bestehen. Vorzugsweise besteht auch diese Dichtung 21 aus einem druckbeaufschlagten Schlauch oder einer druckbeaufschlagten Membran, die vor einer Stellbewegung des Füllteleskopunterteils 6 druckentlastet wird und anschließend druckbeaufschlagt wird, wenn das Füllteleskopunterteil 6 zum Zwecke einer Ofenbefüllung seine untere Endposition erreicht hat.
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Das erfindungsgemäße Kohlefüllteleskop erfüllt die in der Praxis gestellten Anforderungen vollständig. Es gewährleistet eine maximale Dichtheit während des Befüllvorganges einer Ofenkammer mit Einsatzkohle. Es ist sehr flexibel und ermöglicht große Ausgleichsbewegungen in drei Achsen, so dass sich das Kohlefüllteleskop insbesondere auch für ältere Kokereianlagen eignet. Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Kohlefüllteleskop eine Erfassung der Füllemissionen sowie eine sichere Überleitung der Füllemissionen an eine auf dem Kohlefüllwagen angeordnete Filter- oder Verbrennungsanlage.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007044181 A1 [0002]
