DE1043591B

DE1043591B - Device for regulating the amount of cooling water

Info

Publication number: DE1043591B
Application number: DEST11886A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Odendahl
Original assignee: STRICO GES fur METALLURG; Waermetechnik M B H
Current assignee: STRICO GES fur METALLURG; Waermetechnik M B H
Priority date: 1956-11-09
Filing date: 1956-11-09
Publication date: 1958-11-13

Description

Vorrichtung zur Regelung der Kühlwassermenge Die Erfindung betrifft einen direkt wirkenden, temperaturgesteuerten Mengenregler zur Anpassung eines Kühlmittelstromes an den jeweiligen Bedarf.Device for regulating the amount of cooling water The invention relates to a direct-acting, temperature-controlled volume regulator for adapting a coolant flow to the respective needs.

Kühlelemente, wie z. B. wassergekühlte Kupferdüsen von Kupolöfen, sind nicht immer gleichmäßig belastet. Größere Stücke des Ofeneinsatzes benötigen längere Zeit, bis sie vollkommen geschmolzen sind. llan beobachtet daher, daß diese Stücke oftmals tief ins Koksbett eindringen und kurz oberhalb der Kupferdüsen abschmelzen. Das von diesen Stücken herabtropfende Eisen fällt auf die jeweils darunterliegende Düse, die infolge der großen Wärmeübergangszahl des flüssigen Eisens stark wärmebelastet wird. Die Kühlwassermenge jeder Düse muß dann ausreichen, diese Spitzenbelastung aufzunehmen. Das Einwandern überschwerer Stücke in das Koksbett ist dem Zufall unterworfen. Es ist daher nicht damit zu rechnen, daß über allen Düsen gleichzeitig solche Stücke abschmelzen. Eine temperaturgesteuerte Regelung der Kühlwassermenge jeder einzelnen Düse würde also den Vorteil ])ringen, daß alle Düsen mit Ausnahme derjenigen, über denen gerade überschwere Stücke abschmelzen, mit normaler Kühlwassermenge betrieben werden können und nur die stärker belasteten Düsen einen größeren Kühlwasserdurchfluß haben müssen. Ohne eine solche Regelung müßte der Kühlwasserdurchfluß für die Summe der maximalen Belastungen aller Düsen ausgelegt werden. Es ist offensichtlich, daß die Regelung der Kühlwassermenge in Abhängigkeit von der Wärmebelastung der Düsen beträchtliche Kühlwasserersparnisse bringt, ohne daß die Düsen irgendwie gefährdet werden. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, in die einzelnen Kühlwasserabläufe Temperaturfühler einzubauen und diese über je einen Temperaturregler auf ein Drosselorgan an den entsprechenden Kühlwassereinläufen wirken zu lassen. Eine solche Einrichtung ist in der Lage, den Kühlwasserdurchfluß derart zu regeln, daß die Austrittstemperatur konstant bleibt. Solche indirekt wirkende Regelanlagen sind jedoch sehr teuer und benötigen viel Platz, so daß die Bewegungsfreiheit am Ofen sehr beschränkt wird. Aus diesem Grunde zieht man meist vor, überhaupt auf eine Kühl-,vassermengenregelung zu verzichten, und nimmt den beträchtlichen Kühlwasserverlust in Kauf.Cooling elements such. B. water-cooled copper nozzles from cupolas, are not always evenly burdened. Need larger pieces of oven insert a long time until they are completely melted. llan therefore observed that this Pieces often penetrate deep into the coke bed and melt just above the copper nozzles. The iron that drips down from these pieces falls on the one below Nozzle that has a high heat load due to the large heat transfer coefficient of liquid iron will. The amount of cooling water from each nozzle must then be sufficient for this peak load to record. The immigration of extremely heavy pieces into the coke bed is subject to chance. It is therefore not to be expected that such pieces will appear over all nozzles at the same time melt away. A temperature-controlled regulation of the amount of cooling water for each individual Nozzle would therefore have the advantage]) that all nozzles except those over which are currently melting off heavy pieces, operated with normal cooling water can be and only the more heavily loaded nozzles a larger cooling water flow need to have. Without such a regulation, the cooling water flow would have to be for the sum the maximum loads of all nozzles. It is obvious that the regulation of the cooling water quantity depending on the heat load of the nozzles brings considerable savings in cooling water without endangering the nozzles in any way will. That is why it has already been proposed to use the individual cooling water drains To install temperature sensors and these via a temperature controller to a throttle device to let it act on the corresponding cooling water inlets. Such a facility is able to regulate the cooling water flow in such a way that the outlet temperature remains constant. However, such indirectly acting control systems are very expensive and require a lot of space, so that the freedom of movement on the stove is very limited. For this reason, one usually prefers to use cooling and water volume control at all to do without, and accepts the considerable loss of cooling water.

Die ständig größer werdende Verknappung an Kühlwasser zwingt nun jedoch dazu, eine Einrichtung zu finden, die die Kühlwassermenge der einzelnen Düsen an den Bedarf anpaßt, wenig Platz beansprucht und billig ist.The ever increasing shortage of cooling water is now compelling to find a device that shows the amount of cooling water from the individual nozzles adapts to needs, takes up little space and is cheap.

Da an die Genauigkeit der Regelung nicht allzu hohe Ansprüche gestellt werden, genügt ein direkt wirkender Regler. Wenn der Betriebsdruck des Kühlwasserversorgungssystems nicht übertrieben hoch ist, kann die Regelung des Kühlwasserdurchflusses am jeweiligen Kühlwasseraustritt erfolgen.As the demands on the accuracy of the regulation are not too high a direct acting controller is sufficient. When the operating pressure of the cooling water supply system is not exaggerated, the regulation of the cooling water flow can be done at the respective Take place cooling water outlet.

Die Erfindung besteht nun darin, daß in die Leitung, durch die das Kühlwasser aus dem Kühlelement ausströmt, bzw. in ein entsprechendes Gehäuse ein Drosselorgan eingebaut wird, welches so ausgebildet ist, daß es nicht vollkommen geschlossen werden kann und außerdem druckentlastet ist, und daß zur Betätigung dieses Drosselorgans in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur eine kühlwasserumströmte Bimetallfeder angeordnet wird. Zweckmäßig wird diese Bimetallfeder als Wendel ausgebildet.The invention consists in that in the line through which the Cooling water flows out of the cooling element or into a corresponding housing Throttle body is installed, which is designed so that it is not perfect can be closed and is also relieved of pressure, and that for actuation this throttle device a cooling water flowed around depending on the cooling water temperature Bimetal spring is arranged. This bimetal spring is expediently designed as a helix.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. 1 im Längsschnitt und in Abb. 2 im Querschnitt dargestellt, in dem die Drosselung erfolgt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in Fig. 1 shown in longitudinal section and in Fig. 2 in cross section, in which the throttling he follows.

Im Gehäuse 1 befinden sich zwei oder mehrere symmetrisch verteilte Durchbrüche 2, deren freier Querschnitt je nach Lage des Drehkörpers 3, der auf dem Schaft 4 gelagert ist, mehr oder weniger versperrt wird. Mit dem Drehkörper 3 ist eine Bimetallwendel 5 verbunden, die mit ihrem anderen Ende am Kopf des Schaftes 4 befestigt ist. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Drehkörper 3 besteht ein Spalt, der so bemessen ist, daß, wenn die Nocken 6 den Durchbrüchen 2 gegenüberstehen, der Kühlwasserdurchfluß für die normale Belastung möglich ist. Die Durchbrüche 2 sind so bemessen, daß, wenn sie von den Nocken 6 vollkommen freigegeben sind, der Kühlwasserdurcbfluß für die Spitzenbelastung möglich ist. Zur Begrenzung der Drehbewegung des Drehkörpers 3 in beiden Richtungen dient der Stift 7.In the housing 1 there are two or more symmetrically distributed Breakthroughs 2, the free cross section depending on the position of the rotating body 3, which is on the shaft 4 is mounted, is more or less blocked. With the rotating body 3, a bimetallic coil 5 is connected, the other end of which is on the head of the shaft 4 is attached. There is a gap between the housing 1 and the rotating body 3, which is dimensioned so that when the cams 6 face the openings 2, the cooling water flow is possible for normal loads. The breakthroughs 2 are dimensioned so that when they are completely released from the cam 6, the Cooling water flow rate for the peak load is possible. To limit the rotary movement of the rotating body 3 in both directions, the pin 7 is used.

Dadurch, daß die Durchbrüche 2 immer einen Mindestdurchfluß haben, ist die Bimetallwendel 5 dauernd umspült und kann auf jede Änderung der Küblwassertemperatur reagieren. Der Schaft 4 kann nach Lösen der Mutter 8 mit Hilfe eines Schraubenziehers derart verdreht werden, daß die Bimetallwendel 5 bei geschlossenen Durchbrüchen 2 unter Vorspannung steht, weil sich ein Nocken 6 des Drehkörpers 3 gegen den Stift 7 legt. Wird nun die Mutter 8 angezogen, ist die Bimetallwendel 5 auf eine bestimmte Kühlwassertemperatur eingestellt und dreht den Drehkörper 3 nur dann, wenn diese Temperatur überschritten wird. Die Nokken 6 geben entsprechend der Übertemperatur die Durchbrüche 2 frei, und der Kühlwasserdurchfluß vergrößert sich bis zu einer Gleichgewichtslage, weil mit der größeren Durchflußmenge die Kühlwasseraustrittstemperatur absinkt. Jeder Kühlwasser-Übertemperatur entspricht eine bestimmte Lage des Drehkörpers 3. Die hühlwasseraustrittstemperatur wird also nicht konstant gehalten. -i,ian kann jedoch durch Vergrößerung der Anzahl der Windungen der Bimetallwendel 5 die Ansprechgenauigkeit beliebig steigern, wenn man dies in besonderen Fällen für nötig hält. Die Durchflußrichtung ist beliebig, und der Drehkörper 3 ist vollkommen entlastet.Because the openings 2 always have a minimum flow, the bimetallic coil 5 is continuously washed around and can respond to any change in the cooling water temperature react. The shaft 4 can after loosening the nut 8 with the aid of a screwdriver in this way are rotated that the bimetallic coil 5 with closed openings 2 below There is a preload because a cam 6 of the rotating body 3 rests against the pin 7. If the nut 8 is now tightened, the bimetallic coil 5 is at a certain cooling water temperature set and rotates the rotating body 3 only when this temperature is exceeded will. The cams 6 release the openings 2 according to the excess temperature, and the cooling water flow increases to an equilibrium position because the cooling water outlet temperature drops with the greater flow rate. Everyone Cooling water excess temperature corresponds to a certain position of the rotating body 3. The The cooling water outlet temperature is therefore not kept constant. -i, ian can, however by increasing the number of turns of the bimetallic coil 5, the response accuracy Increase at will if this is deemed necessary in special cases. The direction of flow is arbitrary, and the rotating body 3 is completely relieved.

Hat das Kühlwasserversorgungssystem zu hohen Druck, so kann dieser durch ein Druckminderventil gesenkt werden. Ein Druckminderventil und eine größere Anzahl der erfindungsgemäßen Kühlwasserregier, beispielsweise für die einzelnen Düsen einer Kupolofenanlage, sind immer unvergleichlich billiger als die entsprechende Anzahl von Temperaturreglern. Der ersparte Platz setzt außerdem die Unfallgefahr für die Ofenarbeiter herab.If the pressure in the cooling water supply system is too high, it can can be lowered by a pressure reducing valve. A pressure reducing valve and a bigger one Number of cooling water registers according to the invention, for example for the individual Nozzles of a cupola furnace are always incomparably cheaper than the corresponding one Number of temperature controls. The space saved also increases the risk of accidents for the furnace workers.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for adjusting the amount of cooling water of cooling elements to the respective requirement by a throttle device, characterized in that that in a housing through which the outflowing cooling water flows, a not perfect closable pressure-relieved throttle device and depending on its actuation a bimetal spring are arranged from the cooling water temperature.

2. Device according to claim 1, characterized in that the bimetallic spring is designed as a helix is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle member consists of the rotating body (3) and the openings (2) in the housing (1) and between the rotating body (3) and the housing (1) is a gap that allows the flow of the normal Amount of cooling water permitted.