-
Absperrschieber, insbesondere Heißwindschieber Die Erfindung betrifft
einen Absperrschieber, insbesondere Heißwindschieber, bei dem die mit den Dichtflächen
der Schieberzunge zusammenwirkenden Dichtflächen des Gehäuses gekühlt werden, dessen
Hauptteil aus mehreren Teilen zu einem Stück zusammengeschweißt ist.
-
Bei der herkömmlichen »klassischen« Bauweise von geschweißten Heißwindschiebern
sind die Gegendichtflächen für die Schieberzunge an besonderen, von Kühlwasser durchflossenen,
im Querschnitt beispielsweise rechteckförmigen oder quadratischen Ringen vorgesehen,
die mit dem Schiebergehäuse lösbar verbunden sind. Die Fuge zwischen Ring und Gehäuse
wird durch eingestemmte Asbestzöpfe gedichtet. Im Betrieb dehnt sich das Gehäuse
unter dem Einfl.uß der Heißwindtemperatur aus, die gekühlten Ringe fast nicht, so
daß der bei geschlossenem Schieber mit etwa 1,5 atü anstehende Heißwind sich durch
die Dichtung drückt und die meist aus Kupfer bestehenden gekühlten Ringe angreift,
bis Undichtigkeiten entstehen und Kühlwasser austritt. Auch können dabei zu Rißbildungen
führende übermäßige Wärmebeanspruchungen des Gehäuses auftreten. Ferner kann es
vorkommen, daß sich im Kühlraum der Dichtringe vom Kühlwasser mitgeführte Verunreininungen
festsetzen, die den Wasserumlauf behindern bzw. schließlich vollständig zum Erliegen
bringen, wodurch ein Auswechseln der Dichtringe notwendig wird.
-
Ein weiterer Nachteil der Dichtringkonstruktionen ist darin zu sehen,
daß Kühlwassereintritt und Kühlwasseraustritt an der tiefsten Stelle angeordnet
sind. Zwar wird hierdurch auf der Kühlwasserzuführungsseite ein Auftriebsgewinn
infolge der Erwärmung des Wassers erzielt, auf der Rücklaufseite jedoch bremst der
Wärmeauftrieb die Strömung des Wassers ab. Es bilden sich am Scheitel der Ringe
die Kühlwirkung beeinträchtigende Dampf- oder Luftpolster, vornehmlich dann, wenn
man das Kühlwasser zwecks intensiver Ausnutzung auf höhere Temperaturen bringen
will. Man begnügt sich deshalb mit einer geringen Kühlwassererwärmung, was aber
einen relativ hohen Kühlwasserverbrauch mit sich bringt.
-
Auch bei dem Schieber nach der deutschen Patentschrift 743.165 sind
Kühlräume aufweisende Ringe vorgesehen, die mit dem übrigen Gehäuse verflanscht
sind und deshalb besondere Dichtungs- und Befestigungsmittel erfordern.
-
Den vorstehend aufgezeigten Schwierigkeiten geht die Erfindung dadurch
aus dem Weg, daß sie es möglich macht, die Kühlräume der Ringe mit denen des Gehäuses
zu einer Einheit zusammenzufügen. An sich ist ein solcher zu einer Einheit zusammengefaßter
Kühlraum bei gegossenen Schiebern bekannt, z. B. durch die französische Patentschrift
635 997. Gegossene Schieber mit Wasserkühlung sind aber für hohe Windtemperaturen
von z. B. 1200° C, wie sie heute verwendet werden, deswegen nicht anwendbar, weil
(rechnungsmäßig) eine Wandtemperatur von 650 bis 750= C auftritt bei einer angenommenen
Windtemperatur von 1200° C und einer Wassertemperatur von 60° C. Bei diesen Temperaturen
beginnt die Auskohlung des Gußeisens von der Windseite her, allein die dadurch entstehenden
Festigkeitsverluste sind schon gravierend.
-
Konstruktionen mit Stahlgußgehäuse und Profilringen aus schweißbarem
Material sind wegen der unterschiedlichen Wärmedehnung der Werkstoffe ungeeignet.
Ähnlich verhält es sich mit dem Absperrschieber nach der deutschen Patentschrift
626 640, bei dem Kühlräume durch ein gegossenes Gehäuse und einer inneren Wand aus
gewalztem oder geschmiedetem Werkstoff gebildet werden.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Heißwindschieber
mit geschweißtem Gehäuse zu schaffen, der möglichst von Störungen als Folge von
hohen Temperaturen frei sein soll und mit einem einzigen, alle wesentlichen Teile
des Gehäuses und nicht nur die Dichtflächen umfassenden Kühlraum auskommt, in dem
sich keine Dampf- oder Luftblasen bilden können und kein Schmutz ablagern kann,
und das doch einfach herzustellen ist. Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht,
daß a) die die Schieberzunge zwischen sich aufnehmenden Planseiten aus Kühlräume
bildenden Doppelwänden bestehen, die durch die absperrbare Gehäusedurchlaßöffnung
begrenzende
Ringwände untereinander verbunden sind und an ihren
einander gegenüberstehenden Innenwänden, die Gehäusedichtflächen tragen, des weiteren
die Planseiten, die unterhalb der Achse der Gehäusedurchlaßöffnung ring- und darüber
kastenartige Form haben, durch einen ebenfalls doppelwandigen, die Kühlräume miteinander
verbindenden Umfangsmantel zusammengehalten werden, der jedoch die oberen Planseitenkanten
zum Befestigen eines Flansches frei läßt, b) in den Kühlräumen der Planseiten in
Fortsetzung des ringförmigen Teiles des Umfangsmantels Leitmittel vorgesehen sind,
die das im Bereich der tiefsten Stelle der Kühlräume einströmende Kühlmittel an
den die Gehäusedichtflächen tragenden Wandteilen des Gehäuses entlangführen, und
c) im Scheitelpunkt der Leitmittel eine Öffnung vorgesehen ist, durch die das Kühlmittel
nach oben in den kastenförmigen Teil der Planseitenkühlräume strömt.
-
Auf diese Weise ergibt sich ein im Aufbau einfaches verhältnismäßig
leicht herzustellendes Schiebergehäuse mit relativ hoher innerer Steifigkeit und
einer Kühlwasserführung, die trotz ungemein geringem Aufwand in der Herstellung
eine derartige Kühlung ermöglicht, daß das Gehäuse verwindende oder zu Rißbildungen
führende Wärmespannungen nicht auftreten können. Das eintretende Kühlmittel wird
in den unteren ringförmigen Kühlräumen der Planseiten zwangläufig an den die Dichtflächen
tragenden Gehäuseteilen vorbeigeführt, wogegen in den oberen kastenförmigen Kühlräumen
der Planseiten der Zwangsführung des Kühlmittels durch die Leitbleche ; erfolgt,
so daß man einmal eine einwandfreie Kühlung der besonders intensiv wärmebeanspruchten
Stellen des Schiebergehäuses erzielt, zum anderen werden die Strömung des Kühlmittels
behindernde Wirbel, Dampf- oder Luftpolster vermieden. Infolge- , dessen läßt sich
das Kühlmittel relativ hoch erwärmen, ohne daß man eine Stockung des Kühlwasserdurchflusses
befürchten muß, was wiederum einen niedrigen Kühlmittelverbrauch mit sich bringt.
Außerdem bewirken die kastenförmigen Kühlräume eine Kühlung der Schieberzunge bei
geöffnetem Schieber. Im ganzen gesehen ergibt sich ein betriebssicheres Gehäuse,
das auch bei verhältnismäßig hohen Temperaturbeanspruchungen dicht schließt und
eine hohe Lebensdauer besitzt.
-
Vorzugsweise sind in den kastenförmigen Teil der Planseitenkühlräume
über deren Querschnittslänge und -breite sich erstreckende dachförmige, mit ihrem
höchsten Punkt den Kühlwassereintritt unmittelbar abdeckende Rippen angeordnet.
-
In der nachstehenden Beschreibung und in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
-
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen neuen Heißwindschieber,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Schiebergehäuse, F i g. 3 eine teilweise im
Schnitt dargestellte Draufsicht auf das Schiebergehäuse und F i g. 4 einen Schnitt
entlang der Linie I-1 der F i g. 2.
-
In der Zeichnung bedeutet 1 das Schiebergehäuse,
2 die auf das Gehäuse 1 aufgesetzte Schieberhaube und 3 die Schieberzunge,
welche sich in ihrer oberen Stellung befindet, in der die Durchlaßöffnung
4 des Schiebers freigegeben ist.
-
An die Schieberzunge 3 greifen, mit Bezug auf F i g. 1 gesehen, zwei
hintereinanderliegende Zugstangen 5 an, die in der Schieberhaube 2 unter
Vermittlung von Dichtungen 6 geführt sind und die über in der Zeichnung der Einfachheit
halber nicht dargestellte Kraftübertragungsmittel mit einem die Schieberzunge 3
bewegenden Antrieb in Wirkungsverbindung stehen.
-
Das eine Schweißkonstruktion darstellende Schiebergehäuse 1 hat zwei
parallel zueinander verlaufende, die Schieberzunge 3 zwischen sich aufnehmende Planseiten,
die an ihrem oberen, der Schieberhaube 2 zugekehrten Ende rechteckige und im Bereich
der Durchlaßöffnung 4 halbkreisartige Form aufweisen und von denen jede durch
zwei, einen Hohlraum 7 bzw. 8 einschließende Wände 9 und 10 bzw. 11 und 12 gebildet
wird. Die Hohlräume 7 und 8 wiederum sind zur Durchlaßöffnung 4 hin durch je eine
Ringwand 13 bzw. 14 abgeschlossen. Am unteren halbkreisförmigen Teil und an den
Seitenteilen des Umfanges der Planseiten 7, 9,10 und 8, 11, 12 verläuft ein Mantel,
der ebenfalls aus zwei einen Hohlraum 15 begrenzenden Wände 16 und 17 besteht,
von denen die äußere Wand 16 mit den äußeren Wänden 9 und
11 der Planseiten verbunden ist, während die innere Wand mit den inneren,
flächenmäßig kleineren Wänden 10 und 12 der Planseiten in Verbindung
steht. Hierdurch ergibt sich ein im Querschnitt rechteckförmiges doppelwandiges
Schiebergehäuse 1, dessen Hohlräume 7, 8 und 15 einen einzigen Kühlraum bilden und
das schieberzungenseitig durch einen Flansch 18 abgeschlossen ist, an dem die Schieberhaube
2 lösbar befestigt wird.
-
Die einander gegenüberliegenden Flächen der inneren Wände 10 und 12
der Planseiten 7, 9,10 und 8,11.,12 weisen im Bereich der Durchströmöffnung 4 zentrisch
zu dieser vorgesehene erhöhte Ringflächen 19 und 20 auf, die bei geschlossenem Schieber
mit der Schieberzunge 3 dichtend zusammenwirken. An den äußeren Flächen der äußeren
Wände 9 und 11
der Planseiten hingegen sind ebenfalls zentrisch zur
Durchströmöffnung 4 zylindrische Ansätze 21 und 22
vorgesehen,
an denen Ringflansche 23 und 24 befestigt sind, die als Anschlußbasis
für Rohrleitungen dienen.
-
An der halbkreisförmigen Unterseite der zum Gehäusemantel
15 bis 17 gehörenden Wand 16 befinden sich die Eintrittsanschlüsse
25 und 26 für das Kühlwasser (F i g. 1), zwischen denen ein Staubabblaseventil 27
angeordnet ist, das mit dem Schieberzungenraum 28 in Verbindung steht. Des weiteren
sind am unteren halbkreisförmigen Bereich des Mantels 15 bis 17 verschließbare Putzöffnungen
29 und 30 vorgesehen, durch die die Kühlräume des Gehäuses 1 gereinigt werden können.
In den Hohl- bzw. Kühlräumen 7 und 8 der Planseiten 7, 9,10 und 8,11,12 sind Leitmittel
in Form von in den Querschnitt der Räume 7 und 8 passenden Rippen
31 und 32 angeordnet, die, wie F i g. 2 zeigt, oberhalb der Durchlaßöffnung
4 zentrisch zu dieser verlaufen und mit ihren äußeren Enden bis an die Außenwand
16 des Mantels herangeführt sind, wogegen ihre einander zugekehrten Enden einen
Durchgang 33 frei lassen.
-
Lotrecht über diesem Durchgang weisen die Wände 9 und 11 der Planseiten
Kühlwasseraustrittsanschlösse
34 und 35 auf, oberhalb deren die
Kühlwasserräume 7 und 8 von dachförmigen Rippen 36 abgeschlossen werden, wobei der
höchste Punkt der Rippen unmittelbar über dem Kühlwasseraustritt 34 bzw. 35 liegt.
-
Der Kühlwasserfluß innerhalb des Schiebergehäuses ist folgendermaßen:
Das durch die Stutzen 25 und 26 eintretende Kühlwasser gelangt zunächst in den Mantelhohlraum
14 und von da aus unmittelbar in die Hohlräume 7 und 8 der Planseiten 7, 9,10 und
8, 11, 12 des Schiebergehäuses 1, in denen es unter stetiger Wärmeaufnahme nach
oben steigt.
-
Hierbei wird das Kühlwasser durch die in den Räumen 7 und 8 vorgesehenen
Leitrippen 31 und 32 an den am stärksten wärmebeanspruchten, die Dichtflächen 19
und 20 tragenden Teilen des Gehäuses 1 entlanggeführt, so daß diese eine ihrer Wärmebeanspruchung
gemäße Kühlung erfahren.
-
Nach Passieren des zwischen den Leitrippen 31 und 32 frei gelassenen
Durchgangs 33 kühlt das Wasser den oberen Teil des Gehäuses 1 und fließt alsdann,
geleitet durch die dachförmigen Rippen 36, den Austrittsstutzen 34 und 35 zu und
durch diese hindurch ab.