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Schieber für Regenerationsöfen Die Erfindung betrifft einen Schieber
zum wahlweisen Verbinden zweier zu je einer Regenerationskammer eines Regenerationsofens
führender Kanäle mit einem Abzugsschacht, bei dem ein drehbar angeordnetes rohrförmiges
und in den Abzugsschacht mündendes Zwischenstück zwischen zwei Endstellungen über
der Mündung des ersten bzw. zweiten Kanals verfahrbar ist.
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Bei solchen Regenerationsöfen, wie sie auch als Glasschmelzöfen in
Verwendung sind, befinden sich Kammern an entgegengesetzten Seiten der eigentlichen
Verbrennungszone des Ofens. Im Innern dieser Regenerationskammern sind Ziegel bzw.
Kammersteine so gestapelt, daß der hindurchstreichenden Luft bzw. den erhitzten
Gasen eine große Berührungsfläche geboten wird. Von jeder Regenerationskammer gehen
Kanäle ab, deren Mündungen wechselweise mit einem Zugschacht verbunden werden, in
welchen Zug durch ein Gebläse erzeugt wird. Beim Betrieb eines solchen Ofens. bei
dein die Ve,-brennungsga,e für einen bestimmten Zeitraum durch die eine Regenerationskammer
und anschließend zu dem Zugschacht geführt werden, wird die Strömungsrichtung umgekehrt,
so daß die Frischluft durch die gleiche Regenerationskammer in die Verbrennungszone
(yeleitet wird, während die Verbrennungsgase durch die andere Regenerationskammer
abgezogen werden, wobei sie in dieser Kammer ihre Wärme an die darin befindlichen
Kammersteine abgeben. Auf diese Weise absorbiert die an den Kammersteinen vorbeigeführte
Frischluft die den Abgasen entzogene und zeitweise dort gespeicherte Wärme.
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Zur Umkehrung der Strömungsrichtung der Gase in solchen Regenerationsöfen
sind bereits Wechselklappen zur Umsteuerung der Luft- bzw. Gaswege bekannt. Mit
diesen Wechselklappen läßt sich jedoch keine wirkungsvolle Abdichtung erzielen,
so daß der thermische Wirkungsgrad nicht befriedigend ist. Bei wachsender Ofengröße
steigen auch die Gasmengen, wodurch die Kar_äle und öffnungen sehr groß und die
Wechselklappen sehr massiv werden, um die großen Entfernungen zwischen den Kanalwänden
überbrücken zu :können. Infolgedessen sind die Klappen durch die beträchtliche Wärmeeinwirkung
Verwerfungen< ausgesetzt, die die Abdichtung noch schlechter machen. Auch die
Betätigung dieser Wechselklappen ist infolge ihrer großen Abmessungen und der sich
daraus ergebenden baulichen Notwendigkeiten für die Abstützung der Klappenwelle
außerordentlich aufwendig.
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Es sind auch bereits Versuche mit einer verschiebbaren Luftführung
durchgeführt worden. Diese Bauweise ist jedoch mit außerordentlichen Wärmeverlusten
verbunden und macht auch eine Kühlung erforderlich, wenn Verwerfungen vermieden
werden sollen, die zu einem mechanischen Klemmen während des Betriebes führen würden.
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Ferner sind Schieber bekannt (USA.-Patentschrift 1548 419), die in
Form einer Glocke ausgebildet sind, die um eine zentrische senkrechte Achse beispielsweise
mittels eines Zahnkranzes motorisch gedreht werden kann. Auch hier treten die Nachteile
auf, daß komplizierte Gußformen zur Herstellung der Glocke erforderlich sind, was
infolge der auftretenden Temperaturunterschiede zwischen den heißen Gasen in dem
einen Teil der Glocke und der kühlen Frischluft im anderen Teil der Glocke zu Temperaturspannungen
und Verwerfungen führt. Schließlich ist es auch bekannt (USA.-Patentschrift 1468
502), an Stelle der Glocke ein gekrümmtes Zwischenstück vorzusehen, das die Verbindung
zwischen dem Abzugsschacht und der einen Kanalmündung bzw. der anderen Kanalmündung
herstellt, indem das gekrümmte Zwischenstück um eine senkrechte zentrische Achse
drehbar angeordnet ist und zwischen den beiden Endstellungen über den Kanalmündungen
in einem horizontalen Halbkreisbogen verfahrbar ist. Als nachteilig wird bei dieser
Anordnung das schwere und unförmige Zwischenstück empfunden sowie die Anordnung
eines senkrechten Zapfenlagers zur Abstützung des Zwischenstücks, das wärmemäßig
an einer sehr ungünstigen Stelle angeordnet ist. Auch ist der Platzbedarf infolge
des halbkreisförmig in einer waagerechten Ebene erfolgenden Schwenkweges sehr groß.
Auch mit diesen bekannten Schiebern kann eine wirklich wirksame Abdichtung
nicht
erzielt werden, so daß der theoretisch mögliche thermische Wirkungsgrad stark verkleinert
ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist deshalb darin zu sehen,
den Schieber der eingangs geschilderten Art derart auszubilden, daß die Konstruktion
wesentlich leichter und weniger anfällig gegen Verwerfungen ist und daß gleichzeitig
der Platzbedarf verringert wird. Die ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das
Zwischenstück um eine quer zur Achse der Kanalmündungen liegende Drehachse in einer
die Achsen der Kanalmündungen enthaltenden Ebene kreisbogenförmig verschwenkbar
ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schiebers läßt sich die
Umschaltung von einer Kanalmündung auf die andere sehr leicht und schnell bewerkstelligen.
Ferner ist durch die Anordnung der Platzbedarf beim Schwenken verhältnismäßig gering
und der Schieber trotz seiner verhältnismäßig leichten Bauweise wenig anfällig gegen
Verwerfungen infolge der auf ihn einwirkenden Temperaturen.
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Ferner ist dabei vorteilhaft, daß die Anordnung des Schiebers eine
leichte Zugänglichkeit der beweglichen Teile vermittelt. Als wesentlicher Vorteil
wird auch angesehen, daß zum Verschieben des Zwischenstücks der Kraftbedarf bei
der erfindungsgemäßen Anordnung besonders gering ist, da die an dem Zwischenstück
angreifende Schwerkraft die Verschiebung wenigstens teilweise unterstützt.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 ist die Ansicht, teilweise im Schnitt und mit teilweise weggebrochenen
Teilen eines Glasschmelzofens mit Kronenaufsatz und gegenüberliegenden Regenerationskammern;
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf den in F i g. 1 gezeigten Ofen mit einem Schieber;
F i g. 3 ist eine Seitenansicht des Schiebers über den nach oben gerichteten, nebeneinanderliegenden
Mündungen der Kanäle sich gegenüber liegender Regenerationskammern; F i g. 4 ist
eine vergrößerte Ansicht des Schiebers mit einer Darstellung der Betätigungsmittel;
F i g. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 4; F i g. 6 ist ein Schnitt
nach der Linie 6-6 der F i g. 5; F i g. 7 ist ein Schnitt - etwas vergrößert - nach
der Linie 7-7 der F i g. 5; F i g. 8 ist ein etwas vergrößerter Schnitt nach der
Linie 8-8 der F i g. 5; F i g. 9 ist ein Schnitt durch den unteren Schiebeteil mit
der Abdichtung für die eine Kanalmündung; F i g. 10 ist eine Seitenansicht des Schiebers
des Regenerationskanals und des Abzugschachtes; F i g. 11 ist eine schematische
Darstellung der elektrischen Schaltung und der pneumatischen Steuerung des Schiebers
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, und F i g. 12 ist eine schematische Ansicht
einer weiteren Ausführungsform in einer der F i g. 3 ähnlichen Form.
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In den F i g. 1 und 2 ist ein Kronenaufsatz-Glasschmelzofen 21 dargestellt,
der ein Schmelzbad für das Glas G in der Ofenwanne 24 enthält. Ein Doghouse
26 erlaubt die Zufuhr von Glas-Ingredienzien, während der Hals 27 am entgegengesetzten
Ende das Ablassen des geschmolzenen Glases für eine weitere Verarbeitung ermöglicht.
Der Ofen ist mit gegenüberliegenden Regenerationskammern 29 und 29a (rechts und
links) ausgestattet. Mehrere Düsen 30
und 30a dienen der Zufuhr eines brennbaren
Gases, z. B. Leuchtgas, wodurch die Bedingungen zum Schmelzen der glasbildenden
Substanzen herbeigeführt werden. In jeder Regenerationskammer 29 und
29 a sind geschichtete Ziegeln 31 angeordnet, die eine Gasdurchströmung
zulassen, wie durch die Pfeile schematisch angedeutet. Wie in den Fig. 1 und 2gezeigt,
strömen die Gase von rechts nach links, und nur die rechte Düse 30 ist in Betrieb,
während die linke Düse 30a geschlossen ist. Nach der Verbrennung durchströmen die
Gase die Kammersteine in der linken Regenerationskammer 29 a und den linken
Kanal 32a, der in einer nach oben gerichteten Mündung 33a endet. Wie in F i g. 2
gezeigt, steht die linke Mündung 33a mit dem Schieber 35 in Verbindung, durch den
die Gase nach oben und durch das waagerechte Rohr hinausgeführt werden. Der Schieber
schwenkt um den Auslaß 36 herum und kann nach rechts gedreht werden, wie durch die
strichpunktierte Linie in F i g. 1 angedeutet, so daß er anschließend über der rechten
Mündung 33 liegt, die sich unmittelbar neben der linken Mündung 33 a befindet. Die
rechte Mündung 33 ist mit einem Kanal 32 verbunden, der wie der linke Kanal 32a
ausgestaltet ist, jedoch mit der rechten Regenerationskammer 29 in Verbindung
steht.
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Eine Mittelwand 37 trennt die beiden Kanäle voneinander und dient
der Begrenzung der Mündungen 33 und 33a.
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Der Schieber 35 ist in größeren Einzelheiten in den F i g. 3 bis 9
gezeigt.
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Der Schieber wird von einem aufrechten, aus Blech hergestellten Zwischenstück
38 gebildet, das mit dem Rohr 36 in Verbindung steht und am Boden offen ist. Das
Zwischenstück 38 stellt ein hohles rechtwinkliges Rohrstück dar, das durch die auf
Abstand gehaltenen Seitenwände 38 a und 38 b und die
gleicherweise auf Abstand gehaltenen Seitenwände 38 c und 38 d begrenzt ist, die
sämtlich untereinander verbunden sind. Die Flanschen 39 a, 39 b, 39
c und 39 d sind in entsprechender Weise an den untersten Kanten jeder Seitenwand
befestigt. Die Halter 40a,
40 b, 40 c und 40 d sind an
den unteren Ecken des Zwischenstücks (s. F i g. 5) befestigt. Die Halter 40 a und
40b erstrecken sich mit Bezug auf die Seitenwand 38c in waagerechter Richtung nach
auswärts, und die Halter 40 c und 40d in entsprechender Weise mit Bezug auf die
Seitenwand 38d. Die Wellen 41
und 41a sind auseinanderliegend in den
Haltern 40a-40b und 40c-40d drehbar befestigt, wie am deutlichsten aus F i g. 5
ersichtlich ist. Die Enden der Welle 41 sind ebenfalls drehbar in zwei parallel
suseinanderliegenden rechten Schwingen 42 und 43 angeordnet, die sich entlang der
und unter den Wänden 38a und 38b von einem Punkt jenseits der Welle
41 bis ungefähr über die Hälfte der Wandlängen 38a und 38b erstrecken.
In entsprechender Weise ist die Welle 41a an ihrem äußeren Ende drehbar in den parallel
auseinanderliegenden Schwingen 42 a und 43 a angeordnet, die in entsprechender Weise
auf der linken Seite liegen und sich von jenseits der Welle 41 a nach rechts
erstrecken, um die rechtsseitigen Schwingen 42 und 43 zu treffen.
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Die Schwingenpaare 42 und 42a einerseits und 43 und 43a andererseits
sind in parallelem Abstand zueinander auf den entgegengesetzten Seiten des Zwischenstücks
angebracht.
Die Schwingen 42 und 42 a sind ebenso wie die Schwingen 43 und 43 a im allgemeinen
aufeinander ausgerichtet. Die inneren Enden der Schwingen weisen eine Aussparung
44 auf, die, wie in Punkt 45, entweder in der oberen oder unteren Ecke eingeschnitten
ist, was den Endteilen die gegenseitige überlagerung ermöglicht, wie am besten in
F i g. 8 gezeigt ist. Diese Enden der abgeglichenen Schwingen sind durch eine drehbare
Gelenkverbindung 46 (s. auch F i g. 5) aneinander befestigt. Auf den äußeren Enden
der Schwingen 42 und 42a sind die Laufrollen 47 und 47a mit seitlichen Führungsflanschen
drehbar befestigt, während auf den äußeren Enden der Schwingen 43 und 43 a die Rollen
48 und 48 a drehbar angebracht sind. Diese Rollen bewegen sich auf Abstand angeordneten
gebogenen Führungsschienen 49 (auf der Vorderseite) und 50 (auf der Rückseite),
wenn die Schwingen in der Arbeitsstellung stehen, wie sie durch die strichpunktierte
Umgrenzungslinie in F i g. 4 angedeutet ist. Die Rollen 47 und 47a dienen zur Führung.
Die Führungsschienen 49 und 50 verlaufen in parallelem Abstand zueinander und stellen
Bogenabschnitte eines Kreises dar. An den inneren Enden der vier Schwingen, d. h.
den Enden, die sich in Nähe ihrer Gelenkverbindung 46 befinden, sind im Punkt 51
a sich nach oben erstreckende Bänder 51 befestigt. Diese sind an einer Feder
51 b befestigt, die mit dem waagerechten Halter 51c in Verbindung steht,
der sich nach außen und seitlich von der Schieberwand 38a und, in gleicher, jedoch
nicht gezeigter Weise seitlich der gegenüberliegenden Wand 38 b erstreckt. Die vier
Federn 51 b (je an einem Band 51 befestigt), die mit einem der inneren Enden
der vier Hebearme verbunden sind, zwingen normalerweise die inneren Enden der Schwingen
einschließlich ihrer Gelenkverbindung 46 in Aufwärtsrichtung, wodurch die Drehung
des Schwingenpaares 42 und 43 um die Welle 41 und die Drehung des Schwingenpaares
42 a und 43 a um die Welle 41 a die Räder 47, 47 a und 48 und 48 a
in Berührung mit der Führungsschiene 49 auf der Vorderseite und mit der Führung
50 auf der Rückseite halten. Die normale Stellung der von der Feder 51b nach
oben gezogenen Schwingen ist durch die strichpunktierte Umfassungslinie in F i g.
4 dargestellt. Die Stellung der Schwingen, wie sie durch die voll ausgezogene Linie
in F i g. 4 dargestellt ist, hebt die Räder aus der Führung und dichtet den Schieber
ab.
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Unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 3 soll nun die Art und Weise
beschrieben werden, in welcher der Schieber aus einer Lage über die Mündung 33 a
nach rechts in eine Lage über der Mündung 33 verschoben wird, wobei angenommen wird,
daß die Mündung 33 a zu der linken Regenerationskammer 29 a und die Mündung 33 zu
der rechten Regenerationskammer 29 des Ofens 21 führt.
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Diese Verschiebuna geht in folgender Weise vor sich: Aus F i g. 5
ist zu ersehen, daß der Schieber 35 über der linken Mündung 33 a liegt. Die über
der Trennwand : 7 zwischen den Mündungen 33 und 33 a befindliche horizontale Antriebswelle
52 ist auf der Vorderseite in einem Getriebegehäuse 52a und auf der entfernten Seite
in einem Zapfenlager 52 b ge-
lagert. Ein Motor 52c treibt die Welle 52 über
die Riemenscheibe 52d (auf der Motorwelle) und 52e (auf der Welle des Getriebes),
die den Treibriemen 521 tragen. Ein vorderer Schwenkarm 53 und ein hinterer
Schwenkarm 54 sind auf der Welle 52 befestigt, die auseinanderliegend nach innen
weisen, und zwar mit entsprechendem Bezug auf das Getriebegehäuse 52a und
das Zapfenlager 52b. Die Schwenkarme bewegen sich infolge einer durch das
Getriebe 52 a gesteuerten Drehung der Welle 52 in dem in gestrichelten Linien
dargestellten Bogen 100 in den F i g. 3 und 4. Der Bogenweg der Schwenkarmenden
beträgt nicht ganz 180°. Die Schwenkarme bewegen sich gleichmäßig und in paralleler
Beziehung zueinander infolge ihrer Drehung mit der Welle 52. Jeder Schwenkarm weist
an seinem Ende einen nach innen gerichteten Ansatz 53 a und 54
a
auf, auf denen in entsprechender Weise zylindrische Rollen 53 b und
54 b drehbar angeordnet sind. Die Rollen sind so gestaltet, daß sie sich
in den senkrechten Führungen 55 (vorn) und 55 a (hinten) bewegen können,
welche durch gleiche auseinanderliegende Ansätze 55 c und 55 d gebildet
sind, die auf der Vorderwand 38 a und auf der Rückwand 38 b
angebracht
sind. Nur der Schwenkarm 53 weist an seinem äußeren Ende Finger 53 d und 53 e auf.
Der Finger 53 d ist so beschaffen, daß er in Anlageberührung mit dem Kontakt
56 a des linken Grenzschalters 58 gelangt, wenn sich der Schwenkarm 53 in seiner
äußersten Linksstellung befindet, während der Finger 53 e in Anlageberührung zu
Kontakt 56 des rechten Grenzschalters 57 tritt, wenn der Schwenkarm seine äußerste
Rechtsstellung einnimmt. Die Grenzschalter 57 und 58 betätigen eine noch zu beschreibende
Steuerung. Um die inneren Enden der vier Schwingen nach abwärts zu drehen, damit
der Schieber abdichtend aufsitzen kann, sind die Schwenkarme 53 und 54 mit Nockenrollen
53 f und 54 f versehen. Die Nockenanschläge 59 sind an den vier Schwingen
in einer solchen Lage angebracht, daß sie mit den Nockenrollen in Berührung treten
können.
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Wenn die Schwenkarme 53 und 54 sich bogenförmig bewegen, wobei sich
die Rollen 53 b und 54 b in ihren Führungen 55 und 55 a bewegen, wird
das Zwischenstück, das von den Schwingen 42, 42a, 43 und 43a gehalten und auf den
Laufrollen 47, 47a, 48 und 48 a gedreht wird, welche auf den Führungsschienen 49
und 50 ruhen, aus einer Stellung in die andere gebracht, d. h. von seiner Lage über
der Mündung 33 a in eine Lage der anderen Mündung 33. Die Bewegung des Zwischenstücks
wird durch Einschaltung des Motors vollzogen, so daß die Drehung der Schwenkarmwelle
von der äußersten linken in die äußerste rechte Stellung ungefähr 3 Sekunden beansprucht.
Wie sich aus der Darstellung in den F i g. 4 und 6 ergibt, befindet sich der Schwenkarm
53 in seiner äußersten, dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Stellung mit dem Zwischenstück
38 über der linken Mündung 33 a. Die mit den Bändern 51 einerseits und mit den Schwingen
42 und 42 a andererseits verbundenen Federn 51 b sind, wie in ausgezogenen Linien
dargestellt, in der ausgezogenen Stellung. Die Schwingen haben sich von der durch
die gestrichelte Linie gekennzeichneten Lage zu letzterer durch die Wirkung der
Nockenrollen 53 f und 54 f an den auf den Schwingenarmen 42 und 43 befindlichen
Nockenanschlag 59 bewegt. Die Gelenkverbindung zwischen den inneren Enden der Schwingen
zwingt auch die Schwingen 42 a und 43 a nach unten und verursacht die Drehung aller
Schwingen um ihre Drehachsen 41 und 41a, wodurch
die Laufrollen
47, 47a, 48 und 48a von den Führungsschienen 49 und 50 angehoben werden, und die
unteren Flansche 39 a, 39 b, 39 c und 39 d, die die Unterkante
des Zwischenstücks 38 darstellen, werden mit starkem Druck auf den Asbestdichtungsring
60 a gepreßt, der, wie F i g. 9 zeigt, in den Umfang des mehrteiligen Rohres 62a
angebracht ist. Der Asbestdichtungsring 60a ist in dem Umfangskanal 61 a
(F i g. 9) in der Oberkante des mehrteiligen Rohres 62a, welches sich ebenfalls
über den beiden Mündungen 33 a und 33 befindet, eingelegt. Die rechte Seite über
der Mündung 33 ist in gleicher Weise ausgebildet, und F i g. 3 zeigt das rechtsseitige
Rohrstück 62 mit einem an seiner Oberkante gebildeten Kanal 61, in dem der Dichtungsring
60 eingelegt ist. Die Wände 63 und 63 a trennen das Rohrstück 62 von dem Rohrstück
62 a und schaffen voneinander unabhängige, in den Mündungen zusammenwirkende Durchgangswege.
Auf halbem Wege zwischen den Wänden 63 und 63a befindet sich die Hauptwelle 52,
mit welcher der Schwenkarm 53 für die beschriebene Bewegung verbunden ist, die das
Rollenlagerende und das Ende des Grenzschalterlagers dazu bringt, sich auf der Bogenbahn
100 zu bewegen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Anordnung der Flügel einschließlich
ihrer Steuerungsvorrichtungen, die der automatischen Regelung der Menge und der
Strömungsrichtung des Gasflusses durch die zu den Regenerationskammern führenden
Ein- und Auslässe dienen. Aus den F i g. 3 und 9 ist zu ersehen, daß das über der
Mündung 33 a gelegene und der Verbindung zwischen dieser Mündung und dem Zwischenstück
38 dienende Rohrstück 62 a eine Reihe von vier jeweils auseinanderliegenden Flügeln
64 a aufweist, die, wie in F i g. 5 gezeigt ist, quer angeordnet sind. Die Winkelstellung
oder Einstellung dieser Flügel 64a wird durch mehrere drehbar miteinander verbundene
Hebel 65a gesteuert, so daß eine Bewegung des Armes 66 a die Einstellung aller Flügel
steuert. Der Hebel 65 a wird durch den Druck innerhalb einer Luftmembrane 67a gesteuert.
Die Flügel 64a sind in gestrichelten Linien in der F i g. 3 angedeutet. Sie sind
einzeln auf den . Wellen 64b drehbar. Die Luftdruckdose 67 a (F i g. 3) wird im
Zusammenhang mit F i g. 11 noch im einzelnen erläutert. Die über der Mündung 33a
befindlichen Flügel 64a sind in der Arbeitsstellung zur Regelung des Durchflusses
der Abgase gezeigt, die sich in Aufwärtsrichtung durch sie hindurch- und aus dem
Zwischenstück 38 herausbewegen. Das heißt, daß sie dazu dienen, den aufwärts gerichteten
freien Durchfluß der Abgase nach dem Zwischenstück und aus dem Auslaß 36 heraus
etwas zu drosseln. Die Flügel können in einer der beiden bekannten Arten angeordnet
sein, vorzugsweise so, daß sich die Flügel in verschiedenen Richtungen bewegen,
oder so, daß die Flügel wie bei einer Jalousie parallel zueinander stehen. Die erstgenannte
Bauweise ermöglicht aber eine genauere Einstellung und Steuerung der hindurchgehenden
Gasmengen.
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Eine gleiche Anordnung befindet sich in dem über der rechten Mündung
33 liegenden Rohrstück 62, das in der F i g. 3 dargestellt ist und zum Einlaß der
Verbrennungsluft dient, da das Zwischenstück sich in der Auslaßstellung über der
linken Mündung 33 a befindet. Die Flügel 64 werden in der gleichen Weise wie die
Flügel 64a in dem Rohrstück 62a gesteuert und sind durch mehrere Hebel
65 schwenkbar verbunden, so daß die Bewegung des Armes 66 die Einstellung
der vier Flügel steuert. Der Arm 66 wird durch den Luftdruck in der Druckdose 67
(F i g. 3) gesteuert, die noch in F i g. 11 erläutert wird.
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Die Flügel 64 sind in der Betriebsstellung für das beste Regelverhältnis
der Verbrennungslufteinführung zum Ofen durch die rechte Regenerationskammer 29
(F i g. 1) dargestellt. Dabei sind die Flügel derart angeordnet, daß sie einen im
wesentlichen freien Eintritt der Luft gestatten, und die Flügel sind abwechselnd
parallel zueinander eingestellt.
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Wie bereits erwähnt, dient das Zwischenstück 38, je nach seiner Lage
über der einen oder der anderen Mündung, zur Führung der Abgase oder Verbrennungsprodukte
durch den oberen Auslaß 36. Die Verbindung des letzteren zu dem Abzug ist in F i
g. 10 dargestellt. Die Auslaßöffnung 36 weist eine Flanschverbindung 36 a zu einem
waagerechten Rohr 36 b auf. Die Flanschverbindung gestattet eine gewisse (durch
die Pfeile angedeutete) senkrechte Bewegung des Zwischenstücks, die sich aus dem
durch die Bewegung der auf die Berührung der Nockenrollen 53 f und
54 f mit dem Nockenanschläge 59 ansprechenden Schwingen verursachten
Absetzen des Zwischenstücks ergibt. Das Rohr 36 b führt zum mittleren Einlaß eines
Kreiselgebläses 68, dessen Welle 68 a in den Lagern 68 b und 68 c
gelagert ist und an ihrem Ende eine Riemenscheibe 68d aufweist. Die Riemenscheibe
68 d ist durch einen Riemen 68e mit der Riemenscheibe 68f verbunden, welche sich
auf der Welle 68g des Motors 68h befindet. Das Gebläse 68 hat einen Auslaß 68i,
der zu dem mit einer Haube versehenen Schornstein 68 j führt, welcher sich senkrecht
in die Luft erstreckt.
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In F i g. 11 ist die Schaltung für die nacheinander erfolgende Betätigung
des Hauptantriebsmotors 52c dargestellt, welcher die Bewegung des Schwenkarms 53
über die Grenzschalter 57 und 58 steuert. Magnetspulen 70 und 70 a liefern bei Erregung
die Kraft zur Steuerung der Verschiebung der Luftdruckdosen 67 und 67a für die entsprechende
Einstellung der linksseitigen Flügel 64 a und rechtsseitigen Flügel 64, je nachdem,
ob sie den Fluß der eingehenden Frischluft oder der ausgehenden Abgase zu steuern
haben.
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Die Netzspannung steht an der Leitung 71 an und gelangt über die Leitung
72 an die Magnetspule 70 oder 70a, je nach Lage des Endkontaktes der Grenzschalter
57 und 58.
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Den anderen Pol bildet die Leitung 73. In der gezeigten Anordnung
würde die Spule 70a erregt werden, während die Spule 70 nicht erregt wird. Die Netzspannung
aus der Leitung 71 kann auch durch die Leitung 71 a zum Motor 52 c führen, und zwar
in Ahängigkeit von den Grenzschaltern und auch in Abhängigkeit von der Verbindung
des Hauptumkehrschalters 74, der mit der anderen Hauptleitung 73 verbunden ist.
Der Hauptumkehrschalter 74 weist die Kontakte 74a bzw. 74b auf und wird entweder
durch Hand oder durch eine zeitabhängige Schaltungsvorrichtung betätigt. Solche
Vorrichtungen sind bekannt. Dabei wird die Zeit gewöhnlich so eingestellt, daß eine
wechselweise Berührung mit dem Kontakt 74a und dann mit dem Kontakt
74b in einem 20- bis 30-Minuten-Zyklus erfolgt. Der linke Grenzschalter 58
ist in der unteren Stellung gezeigt und verbindet die Kontakte 58 a und 58
b und auf
diese Weise die Magnetspule 70a mit den Hauptleitungen
71 und 73. Der Grenzschalter 58 würde in seiner normalerweise geschlossenen (oder
gelösten) Lage die Kontakte 58 c und 58 d verbinden und auf diese Weise die
Netzleitung 71 in Serienschaltung mit dem Motor 52 c über die Leitung 75, Kontakte
58 c, 58 d und 74 a zu den Leitungen 73 und 73 a verbinden. Der Grenzschalter
57 ist, wie gezeigt, in seiner normalerweise geschlossenen Lage und verbindet die
Kontakte 57a und 57b. In dieser Stellung ist der Motor 52c ausgeschaltet,
weil der Hauptumkehrschalterkontakt 74 b nicht mit der Leitung 73 verbunden ist.
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In einer offenen Stellung verbindet der Grenzschalter 57 die Kontakte
57 c und 57 d und erregt die rechte Magnetspule 70, da er sich in
Reihenschaltung mit der Netzleitung 71 über die Leitung 72, den Grenzschalter und
schließlich mit der Leitung 73 befindet. Die aufeinanderfolgende Erregung der Magnetspulen
70a und 70 bewirkt, daß sich ein Kolbenschieber 76 in der Zylinderbuchse 76a aus
einer in vollausgezogenen Linien gezeigten äußersten linken zu einer in gestrichelter
Linie angedeuteten rechten Stellung bewegt. Der Kolbenschieber 76 weist zwei aufeinanderliegende
Kolben 76b und 76c auf, die durch einen Mittelteil geringeren Durchmessers getrennt
sind, wodurch eine ringförmige Innenkammer gebildet ist. In Abhängigkeit von ihrer
;eweiligea Stellung dienen diese Kolben dazu, die Verbindung zweier Einlaßleitungen
an einer Seite des Kolbenschiebers mit zwei der insgesamt vier vorhandenen Ausgangsleitungen
auf der anderen Seite des Kolbenschiebers zu ermöglichen, während sie gleichzeitig
die zwei verbleibenden Leitungen abschließen. Die mit vollausgezogenen Linien gezeigte
Stellung des Kolbenschiebers 76 verbindet die Leitung 77 mit der Leitung 78 (welche
zum linksseitigen Luftmotor 67a führt) und die Leitung 79 mit der Leitung 80 (welche
zum rechtsseitigen Luftmotor 67 führt), da die Ausgänge 80a und 78a durch
die Kolben 76c verschlossen sind. Wenn nur der Kolbenschieber nach rechts, wie in
gestrichelten Linien gezeigt, verschoben wird, stehen die zuvor verschlossenen Ausgänge
80a und 78a mit den Eingangsleitungen 77 und 79 in Verbindung, während die zuvor
offenen Ausgänge 80 b und 78 b verschlossen sind, wodurch die Eingangsleitung 77
in unmittelbarer Verbindung mit der Leitung 80 (welche zu dem rechten Luftmotor
67 führt) steht, während die Eingangsleitung 79 mit der Leitung 78 in Verbindung
steht (welche zu der linken Luftpumpe 67a führt).
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Diese Ausführungen stellen eine äußerst einfache Art eines Vierwegeumschaltventils
dar, das die Umschaltung der Regelluft von einem Ofendruckregler 81a und der Regelluft
von einem Verbrennungsluftregler 81 zu dem einen Luftmotor 67a zu dem anderen Luftmotor
67 ermöglicht und umgekehrt.
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Über diese Verbindungen wird, wie in F i g. 11 gezeigt, die Regelluft
von dem Ofendruckregler 81a unmittelbar mit dem Luftmotor 67a verbunden. Die Höhe
des auf die Membran 82a ausgeübten Luftdrucks bestimmt den senkrechten Weg des Zapfens
83a und steuert auf diese Weise mittels des Armes 66a und der damit verbundenen
Hebel 65a die Lage oder Einstellung der Flügel 64a.
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In gleicher Weise ist der auf der rechten Seite befindliche Verbrennungsluftregler
81 mit dem rechtsseitigen Motor 67 verbunden, so daß in Abhängigkeit von dem Luftdruck
in der Leitung 79 ein Druck auf die Membran 82 ausgeübt wird, der die senkrechte
Bewegung des Zapfens 83 bestimmt, der mit dem Arm 66 und folglich mit den Hebeln
65 verbunden ist, wodurch die Einstellung der rechtsseitigen Flügel 64 eingestellt
wird.
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Der Ofendruckregler 81a ist mit einem druckempfindlichen Element 84
a, das sich innerhalb der Verbrennungszone des Ofens befindet (s. F i g. 2) verbunden
und empfängt einen Impuls von diesem. Der Ofendruckregler 81 a ist bekannt. Der
Druckregler wird mit Hochdruckluft (beispielsweise zwischen 6,8 und 11,35 kg) beaufschlagt,
die in Abhängigkeit vor. Druckänderungen in der Ofenkammer druckvermindert und über
die Leitung 77 zum Luftmotor 67 oder 67a geführt wird. Er ist normalerweise so eingestellt,
daß Drücke zwischen 1,27 und 5,08 kg/m-' innerhalb des Ofens einen entsprechenden
Luftdruck in der Leitung 77 erzeugen, der ausreicht, um die senkrechte Bewegung
des Zapfens 83 a zu steuern, wodurch die räumliche Einstellung der Flügel innerhalb
eines Bereiches von im wesentlichen voll geöffneter bis zu im wesentlichen voll
geschlossener Stellung gesteuert wird.
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Der Verbrennungsluftregler 81 (auf der rechten Seite in F i g. 11)
kann einen Impuls von einer in dem Schornstein 68 j (F i g. 10) befindlichen bekannten
Sauerstoffmeßvorrichtung 84 empfangen. Diese Sauerstoffmeßvorrichtung 84 ist so
ausgebildet, daß sie die Abgase in dem Schornstein 68j auf ihren Sauerstoffgehalt
analysieren kann. An Stelle des den Sauerstoffgehalt der Abgase messenden Verbrennungsluftregler
81 kann ein Luftströmungsmesser oder ein Meßgerät zur Bestimmung des Verhältnisses
von Brennstoff zur Luft verwendet werden. Diese Vorrichtungen und ihre normale Funktion
im Betrieb von Öfen sind bekannt.
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Der Regler 81 erhält einen Impuls von dem Sauerstoffmeßgerät 84 und
stellt in Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt den Leitungsluftdruck auf einen
geringeren Wert ein. Der Druck über die Leitungen 79 und 80 wirkt auf den Luftmotor
67 ein. In Abhängigkeit von diesem Druck regelt der Motor das Ausmaß der Bewegung
des Zapfens 83 in senkrechter Richtung und steuert dadurch die räumliche Einstellung
der Flügel 64 über den Arm 66 und die mit diesem verbundenen Hebel 65.
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Die vorstehenden Ausführungen stellen die Beschreibung einer automatischen
Steuervorrichtung für die Einstellung der Flügel dar; die Steuerung kann jedoch
auch von Hand oder durch Anwendung anderer Mittel erfolgen.
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Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch, daß durch die Vierwegeschaltvorrichtung,
wie sie durch die Zylinderbuchse 76 und die Kolbenanordnung 76 a dargestellt ist,
die Umkehrung der Anlage ermöglicht wird. Dies bedeutet, daß der Ofendruckregler
81a, statt die linken Flügel 64 a zu steuern, mittels der Schaltungsvorrichtung
und entsprechender Leitungen mit dem die rechten Flügel 64 bewegenden Luftmotor
67 verbunden werden kann. Ebenso kann in umgekehrter Weise der auf den Sauerstoffgehalt
der Abgase ansprechende Verbrennungsluftregler 81 seine Luftregelung über die Magnetspulen-Schaltungs-Anordnung
auf den linksseitigen, die linken Flügel 64 a steuernden Luftmotor 67 a ausüben.
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Gemäß F i g. 11 sind die Bauteile so untereinander verbunden, daß
sich das in dieser Figur nicht dargestellte
Zwischenstück 38 über
der linksseitigen Kanalmündung 33 a befindet und die Flügel 64
a in Auslaßstellung stehen, während die rechtsseitigen Flügel 64 über der
Mündung 33 sich in derjenigen räumlichen Einstellung befinden, die die Zufuhr von
Frischluft in den rechten Kana133 über die rechte Regenerationskammer
29 und in den Ofen ermöglicht. Der Kolbenschieber des Vierwegesteuerventils
ist in seiner äußersten Linksstellung, wobei der Ofendruckregler 81
a an den Luftmotor 67 a Luft abgibt und dadurch die
linken Flügel 64a über die Gelenkverbindungen 66a und 65a steuert.
Gleichzeitig befinden sich die Schwenkarme 53 und 54 in ihrer äußersten Linksstellung,
wobei der Finger 53 d
auf dem Arm 53 den Kontakt 56a (F i g. 3) des
Grenzschalters 58 berührt und auf diese Weise die Kontakte 58a und
58b, wie in F i g. 11 gezeigt, schließt. In dieser Stellung sind die Kontakte
58c und 58d nicht eingeschaltet, und der Motor 52c ist stromlos, d.
h. ausgeschaltet. Gleichzeitig sind die Kontakte 58a und und 58b geschlossen,
und der Strom fließt in der Leitung 72 von der Hauptnetzleitung 71 zur Hauptnetzleitung
73, wodurch die Spule 70a erregt wird, die den Kolbenschieber 76 in seiner äußersten
Linksstellung in der Zylinderbuchse 76a hält, wodurch der Luftdruck von den Reglern
81 a und 81, die in entsprechender Weise auf den Ofendruck und den Sauerstoffgehalt
der Abgase ansprechen, sich auf die zugeordnete Luft 67a und 67 überträgt, um die
Flügel 64a und 64 zu betätigen.
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Zur Verschiebung des Zwischenstücks 38 und zur Umschaltung der anderen
Hilfseinrichtung braucht nur der Umkehrschalter 74 nach rechts umgelegt zu werden,
der den Kontakt 74b ein- und den Kontakt 74a ausschaltet. Dieser Schalter
ist ein einfacher Zweistellungsschalter und kann, wie gesagt, durch eine automatische
zeitabhängige Schaltungsvorrichtung betätigt werden, die so eingestellt ist, daß
in einem vorbestimmten Zeitrhythmus - beispielsweise alle 15 bis 20 Minuten - ein
Schalter von Kontakt 74 zum anderen Kontakt 74 b umgelegt wird. Befindet
sich der Schalter 74 in Berührung mit dem Kontakt 74 b, steht die Netzspannung über
die Grenzschalterkontakte 57a und 57b am Motor 52c an, wodurch
sich dieser in durch den Pfeil gekennzeichneter Richtung im Uhrzeigersinn dreht.
Wenn der Motor läuft, drehen sich die auf der Welle 52 angeordneten und durch das
Getriebe 52a wirkenden Schwenkarme 53 und 54 im Uhrzeigersinn nach rechts
und lösen sich von dem Grenzschalter 58 (da der Finger 53 d sich nicht lange in
Berührung mit dem Kontakt 56a befindet), wodurch die Kontakte 58a
und 58b aus- und die Kontakte 58c und 58d
infolge der Rückkehr des
Schalters zu seiner geschlossenen Normalstellung wieder eingeschaltet werden. Die
Ausschaltung der Kontakte 58a und 58 b entregt die Magnetspule
70 a. Die im Uhrzeigersinn fortlaufende Bewegung der Schwenkarme 53 und 54
hebt den von den Nockenrollen 53 f und 54 f auf den auf die Schwingen 42
und 43 befindlichen Nockenanschlag 59 ausgeübten Druck auf und damit auch den durch
die Gelenkverbindung 46 auf die Schwingen 42 a und 43 a ausgeübten Druck. Infolgedessen
ziehen sich die ausgezogenen Federn 51 b
wieder zusammen und drücken die inneren
Enden aller vier Schwingen nach oben und bewirken deren Schwenkung um die auseinanderliegenden
Wellen 41 und 41a, wodurch die vier Laufrollen 47, 47a,
48
und 48a in die Führungsschienen 49 und 50 eingreifen.
Diese Vorgänge geschehen praktisch augenblicklich, und die fortgesetzte Bewegung
der Schwenkarme 53 und 54 im Uhrzeigersinn bringt die Rollen 53b und
54b dazu, auf den Führungsschienen 55 und 55a aufzusteigen,
die auseinanderliegenden Ansätze 55c und 55d zu berühren und die Verschiebung
des Zwischenstücks rechts zu bewirken. ES ist ersichtlich, daß die Wirkung der Federn,
die das Zwischenstück 38 anheben, auch die Flansche 39 a, 39 b, 39
c und 39 d an den unteren Kanten des Zwischenstücks 38 von dem ringsherumlaufenden
Asbestdichtungsring 60 a abhebt. Das auf diese Weise von den Schwingen
42, 42a, 43 und 43a und infolge davon von den Rollen 47, 47a, 48 und
48a gestützte Zwischenstück geht in eine Stellung über der rechten Mündung 33 über;
wenn die Schwenkarme 53 und 54 nach rechts unten gehen, berühren die Nockenrollen
53 f und 54f auf den linken Schwingen 42 a und 43a die Nockenanschläge 59g (F i
g. 4). Diese Schwingen sind über die Gelenkverbindung 46 mit den rechten
Schwingen 42 und 43 verbunden, und die inneren Enden aller Schwingen
werden gegen die in Aufwärtsrichtung wirkende Federspannung 51b
nach abwärts
gedrückt, wodurch eine Schwenkung der Schwingen um die Wellen 41 und 41 a erfolgt,
die die Laufrollen 47, 47a, 48 und 48a von den Führungsschienen
49 und 50 abhebt und den an der Unterkante des Zwischenstücks 38 befindlichen
Flansch 39 c in Anlage an die um die Oberkante des Rohrstücks 62 herumgeführte Asbestdichtung
61 bringt. Das Zwischenstück befindet sich nunmehr in einer Stellung über der rechten
Mündung 33 zum Ablassen von Gasen durch die rechte Regenerationskammer des Ofens,
während die Mündung 33 a der Zufuhr von Frischluft kein Hindernis bietet (es sei
denn durch die räumliche Einstellung der Flügel 64 a).
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Sobald die Schwenkarme 53 und 54 die äußerste rechte
Stellung erreichen, berührt der Finger 53 e den Kontakt 56 (F i g. 3) des rechten
Grenzschalters 57, der in der Nähe der Führungsschiene 49 angebracht ist.
Dadurch werden die Kontakte 57 a und 57
geöffnet und der Strom unterbrochen,
wodurch der Motor 52c abgeschaltet wird. Gleichzeitig werden die Kontakte 57c und
57d verbunden, die Spule 70 erregt und der Kolbenschieber 76 in die durch die gestrichelten
Linien angedeutete Rechtsstellung bewegt. In dieser Stellung sind die Vierwegeverbindungen
so eingestellt, daß der Verbrennungsluftregler 81 Luft über die Leitung 79, die
Umschaltvorrichtung 76 a, die Leitung 78 und anschließend zum linken Luftmotor 67a
abgibt, der aufeinanderfolgend die Hebel 66a und 65a und die linken
Flügel 64 a
steuert. Dies ist erwünscht, da das Zwischenstück
38
sich nunmehr für den Gasabzug über der rechten Mündung 33 befindet. Gleichzeitig
liefert der Ofendruckregler 81a Luft über die Leitung 77 und die Vierwegevorrichtung
zum rechten Luftmotor 67, welcher nacheinander die Hebel 66 und 65 und die Auslaßeinstellung
der Flügel 64 steuert. Die Umkehrung des gesamten Vorganges, d. h. sowohl
der Verschiebung des Zwischenstücks von rechts nach links als auch die Umkehrung
der Steuereinrichtungen usw., wird in einfacher Weise entweder von Hand durch Umlegen
des Umkehrschalters 74 bewirkt oder erfolgt, wie beschrieben, automatisch
in regelmäßigen vorbestimmten Zeitabständen durch
eine zeitabhängige
Schaltvorrichtung. Wie bereits erwähnt, ermöglicht die Umschaltvorrichtung gemäß
der Erfindung eine außerordentlich wirksame Steuerung und Überprüfung der der Regenerationsanlage
zugeführten Frischluft wie der Abführung von Gasen aus dieser Anlage. Die Richtungsänderung
der Strömung in den Regenerationskammern kann in einfacher Weise und sehr schnell
herbeigeführt werden. Darüber hinaus ermöglicht die durch die Steuerungselemente
in Zusammenwirkung mit der verschiebbaren Umkehreinrichtung bewirkte automatische
Kreislaufführung und die automatische Einregelung der Strömungsgeschwindigkeit von
Frischluft und Abgasen eine im wesentlichen vom Betriebspersonal unabhängige Arbeitsweise.
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Eine weitere Ausführung des Schiebers ist in der F i g. 12 veranschaulicht,
in welcher ein verschiebbares Zwischenstück 130 mit einem oberen Auslaß
131 und einem unteren Einlaß 132 gezeigt ist. Die Vorrichtung zur
Verschiebung des Zwischenstücks aus der linken Stellung über der Mündung 133 a zur
rechten Stellung über der Mündung 133 ist schematisch dargestellt. Die Kanäle 134
und 134 a sind getrennt und stehen mit der linken bzw. rechten (nicht gezeigten)
Regenerationskammer eines Ofens des beschriebenen Regenerationsofens in Verbindung.
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Das Zwischenstück wird auf den bereits beschriebenen Führungsschienen
135 verschoben und wird durch die Bewegung eines Schwenkarms 136 betätigt, welcher
um eine angetriebene Welle 137 schwenkbar ist, und ist in ähnlicher Weise angetrieben,
wie im Zusammenhang mit den F i g. 1 bis 11 beschrieben. Das freie Ende des Schwenkarms
136 weist eine Rolle auf, die sich in einer Führungsbahn 138 bewegt, um das Zwischenstück
von links nach rechts zu verschieben. Die entsprechenden hinteren Schwingen sind
zur Vereinfachung nicht gezeigt.
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Die unabhängig voneinander gesteuerten Flügel 141 und
141a sind unterhalb des Zwischenstücks in einem Rohrstück 142 angeordnet.
Dabei ist das Zwischenstück rechts und links mit Einheiten 143 und 144 versehen.
Die Einheiten sind gleich und bestehen aus einem Flansch 145, der so beschaffen
ist, daß es mit der oberen Öffnung 142 b im Rohrstück 142 abdichtend zusammenwirkt.
Ein Motor 146 ist in dem Flansch 145 angebracht, der ein Gebläse
147 antreibt, um zwangläufig Frischluft in die durch die Pfeile angezeigten
Richtungen zu drücken. Die Einheit 144 ist gleich der Einheit 143 und dient zur
Abdichtung an der oberen Öffnung des linken Rohrstücks 142 a.
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Die in F i g. 12 gezeigte Einrichtung ist, gleichgültig welcher der
beiden Kanäle 134 oder 134 a mittels der Verbinduncy durch das Zwischenstück entlüftet
wird, so beschaffen, daß die jeweils gegenüberliegende Öffnung durch eine sich über
dieser befindlichen Einheit gleichzeitig unverzüglich mit Verbrennungszwangsluft
beliefert wird. Die Motoren 146 und 146a in den Einheiten 143 und 144 können so
Geschaltet sein, daß sie ununterbrochen laufen, oder können aber auch leicht durch
die beschriebenen oder durch andere Grenzschalter gesteuert werden. So könnte beispielsweise
die Abschaltung des Hauptantriebsmotors 52 c gleichzeitig durch einen Schalter entweder
den Motor 146a oder den Motor 146 einschalten, wodurch gewährleistet würde, daß,
während der Hauptmotor außer Betrieb ist, einer der beiden Motoren 146 oder 146a
in Betrieb ist.