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Verstellbare Schaltvorrichtung für Schaltorgane von Gaserzeugeranlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine verstellbare Schaltvorrichtung für die elektrisch,
pneumatisch oder hydraulisch in zyklischer Reihenfolge zu betätigenden Schaltorgane
von Gaserzeugeranlagen, mit einer Reihe von je einem der Schaltorgane zugeordneten
Kontakteinrichtungen mit je einem umlaufenden und einem ruhenden Teil und je einem
an einem dieser Teile angebrachten, die Kontaktgabe bewirkenden Nocken.
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Der Wechsel zwischen Gas- und Heizphase wird bei diesen Anlagen mittels
mechanischer Steuergeräte vorgenommen. Sie ermöglichen, die für den wechselnden
Betrieb erforderlichen Armaturen von einer zentralen Stelle aus zu betätigen. Solche
Steuergeräte bzw. Steuervorrichtungen sind in einer Art Regelstand vorhanden und
bestehen aus einer auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Reihe von Betätigungshebeln,
die über Gestänge, Seilzüge oder mittels Gallscher Ketten die Schaltbewegungen zu
den mit Hilfsantrieben versehenen Regelarmaturen übertragen, so daß das Bedienungspersonal
von manueller Arbeit teilweise entlastet ist.
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Bei den bekannten Steuervorrichtungen sind einmal an endlosen Ketten
angeordnete Mitnehmer befestigt, die die als Mehrwegehähne ausgebildeten Umsteuerungsorgane
für die Druckmittelleitungen der einzelnen Absperrorgane verstellen. Die Mitnehmer
können mühelos und in kürzester Zeit an jeder beliebigen Stelle der Kette angebracht
und damit die Schaltzeiten in jeder gewünschten Weise abgeändert werden.
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Die Verstellmaßnahmen sind in jedem Fall durch Eingriff in die laufende
Vorrichtung vorzunehmen, wodurch den Unfallverhütungsvorschriften zuwidergehandelt
wird. Andererseits ist diese Verstellmöglichkeit bei verhältnismäßig kurzen Umlaufzeiten
nicht mehr in dieser Weise vorzunehmen, weil dann die Zeit für die Verstellmaßnahmen
nicht mehr ausreicht, um selbst an gut zugängliche Teile der Vorrichtung heranzukommen.
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Bei einer weiter bekannten Vorrichtung sind auf einer schrittweise
drehbeweglichen Zeitscheibe verstellbare Reiter befestigt. Das Verstellen der Arbeitsgänge
im einzelnen geschieht durch Versetzen der Reiter auf der Nockenscheibe. Verstellung
der ganzen Arbeitsperiode unter Beibehaltung des durch die Reiter gegebenen Zeitverhältnisses
der Einzelfunktionen ist möglich durch Verstellen eines Schalthebels. Auch bei dieser
Vorrichtung ist man darauf angewiesen, in die laufende Vorrichtung einzugreifen,
um die Verstellung der Schalt- oder Kontaktglieder vorzunehmen. Andererseits ist
bei allen bekannten Schaltvorrichtungen durch ihre jeweilige Anordnung unmittelbar
an den Regelorganen eine Ablesemöglichkeit der tatsächlich vorhandenen Verhältnisse
der Einlaß-, Gase-, Blase- und Spülzeit nicht sofort und ständig abzulesen. Unter
Umständen muß durch verhältnismäßig umständliche Rechenarbeit das tatsächlich vorhandene
Betriebsverhältnis der einzelnen Zeiten zueinander erst ermittelt werden, um danach
erst durch Eingriff in die laufende Maschine von Hand die Verstellvorkehrung vornehmen
zu können.
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Das Erfordernis einer Umstellung kann bei einer Vergasungsanlage dann
eintreten, wenn beispielsweise nach einiger Betriebsdauer infolge besserer Wärmeabgabe
der anfangs kalten Wärmespeicherungseinrichtungen die Beheizungsphasen eine Verkürzung
zulassen oder eine stoffliche Veränderung im zu vergasenden Brennstoff infolge andersartiger
Zusammensetzung oder seines sonstigen besonderen Zustandes auftritt, die möglicherweise
eine Mehrzuführung an Vergasungsmedium (Dampf) oder eine entsprechend ausgedehnte
Beheizungsphase erfordert.
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Gemäß der Erfindung wurde nun ein Lösungsweg gefunden, der die bisher
bekannten Schaltvorrichtungen für Schaltorgane von Gaserzeugeranlagen, was die Kontakt-
und Verstellvorrichtung und die Ablesemöglichkeit anbetrifft, in bezug auf eine
jederzeit durchzuführende exakte, feinstufige Umstellung des Arbeitszyklus bei Bedienungseinfachheit
und -sicherheit erheblich verbessert.
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Erfindungsgemäß erreicht man dies dadurch, daß der umlaufende Teil
im Inneren des ringförmigen, innen mit dem Kontaktnocken versehenen ruhenden Teils
umläuft und der ruhende Teil in der Drehebene
des umlaufenden Teils
drehbar gelagert und mittels an seinem Umfang angreifender Mittel verstellbar ist.
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Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann der ruhende Teil als eine
Steuerscheibe mit einem oder mehreren Nocken oder als zwei eng benachbarte Steuerscheiben
mit je einem Nocken ausgebildet sein. Prinzipiell für jede getroffene Anordnung
bewirkt jeder Kontakt zwischen Nocken und umlaufenden Kontaktglied einen Schaltvorgang.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge ist eine Verstellvorrichtung
für die in Reihe angeordneten, an sich ruhenden Teile (Steuerscheiben) vorgesehen.
Sie besteht aus einem endlosen Antriebsmittel, vorzugsweise einem Kettentrieb od.
ä., und jeder Steuerscheibe zugeordnetem Drehantrieb. Dieser Drehantrieb ist bevorzugt
als Schneckentrieb ausgebildet.
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Durch die Verstellvorrichtung ist es möglich, den Rhythmus der Aufeinanderfolge
der Schaltzeitpunkte so zu verändern, daß eine gewisse Schalthäufigkeit beibehalten
werden kann. Durch diese Möglichkeit kann einer langen intensiven Beheizungsphase
eine der Zeit der Aufheizung und damit der Wärmespeicherung entsprechende Zeit der
Gaserzeugung erfolgen oder umgekehrt einer kurzen Aufheizzeit eine die erzielte
nutzbare Wärmespeicherung nicht überschreitende Gaserzeugungszeit.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Welle des Drehantriebs
für jede Steuerscheibe mit einer Kupplungseinrichtung ausgestattet. Durch Betätigung
eines Bedienungsknopfes in aus der Verstellvorrichtung ausgekuppelter Stellung kann
jede Steuerscheibenstellung willkürlich verändert werden. Jeder Schaltzeitpunkt
ist somit unabhängig von den anderen einzustellen. Sowohl für die gemeinsame, Gruppen-
oder Einzelverstellung braucht das Bedienungspersonal nicht in die laufende Vorrichtung
einzugreifen.
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Weiteren Merkmalen der Erfindung zufolge bilden die Steuerscheiben
den Führungskranz für die ihnen zugeordneten, umfangsverteilten Trag- und Stützrollen,
und sie sind Träger von Markierungsmitteln, die frontal abzulesen sind. Dadurch
können die tatsächlich vorhandenen Schaltzeitenintervalle direkt und gut sichtbar
ständig abgelesen werden.
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Um den Arbeitsrhythmus zu verändern bzw. die Dauer der einzelnen Arbeitsvorgänge
unterschiedlich zueinander festzulegen, wenn der Betrieb dies erfordert, ist durch
die Schaltvorrichtung nach der Erfindung jedes der vorhandenen Schaltorgane der
Anlage ständig willkürlich gemeinsam, in Gruppen oder einzelnen zu beeinflussen.
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An Hand der Zeichnung ist die Schaltvorrichtung nach der Erfindung
in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht der
Schaltvorrichtung, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig.1 F i g. 3
eine schematische Darstellung der Funktionsweise von drei vorgesehenen Kontakteinrichtungen.
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Die Schaltvorrichtung besteht im wesentlichen aus der zentralen Antriebswelle
1, die in den Führungen 2 drehbeweglich gelagert ist. Die Welle 1 wird über das
Vorgelege 3 von dem Elektromotor 4 angetrieben. Auf dieser Welle sind
die Schalt oder Kontaktglieder 5 fest angeordnet. Sie bilden den im freien Innenraum
17 der Steuerscheiben 7 umlaufenden Teil der Schaltvorrichtung. Ihnen wird durch
die Welle 1 eine umlaufende Bewegung erteilt, wobei durch Berühren der Nocken 6
im Inneren der Steuerscheiben 7, die den ruhenden Teil der Schaltvorrichtung bilden,
ein Schaltvorgang und somit ein Arbeitsgang eingeleitet bzw. ausgelöst wird, bis
durch ein anderes Kontaktglied einer anderen Steuerscheibe der Schaltvorgang und
somit der Arbeitsgang beendet wird.
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Die Anordnung kann so getroffen sein, daß sowohl Ein- als auch Abschaltung
durch nur ein Kontaktglied 5 bei doppelter Umlaufdrehzahl der Welle 1 für einen
Schaltvorgang erfolgt, oder die Steuerscheiben? sind mit zwei oder gegebenenfalls
mehr als zwei Nocken 6 versehen.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 besteht der ruhende Teil
der beispielsweise vier vorhandenen Kontaktvorrichtungen aus zwei eng benachbarten
Steuerscheiben 7, die mit je einem Nokken 6 versehen sind. Der Nocken der einen
Steuerscheibe löst beim Berühren mit dem umlaufenden Kontaktglied einen Kontakt
aus, der einen Impuls zum öffnen des entsprechenden Schaltorgans gibt, und der Nocken
der anderen Steuerscheibe löst beim Berühren mit dem umlaufenden Kontaktglied ebenfalls
einen Kontakt aus, der einen Impuls zum Schließen des entsprechenden Schaltorgans
gibt.
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Die Steuerscheiben 7 sind des weiteren aus mehreren Ringteilen unterschiedlichen
Durchmessers so zusammengesetzt, daß die äußeren als Zahnkränze 8 für einen Verstell-Drehantrieb
und die inneren als Führungskranz 18 für die ihnen zugeordneten, umfangsverteilt
angeordneten Trag- und Stützrollen 10 dienen.
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Die inneren Ringteile 9 sind ferner (nicht dargestellt) mit Ablesemarkierungen
versehen, die frontal von der Schaltvorrichtung abzulesen sind.
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Die Verstellvorrichtung für den ruhenden Teil der Schaltvorrichtung,
nämlich die Steuerscheiben 7, besteht vorzugsweise aus einem endlosen Antriebsmittel,
beispielsweise einem Kettentrieb 14, der frontal zur Schaltvorrichtung angeordnet
ist, und dem jeder Steuerscheibe 7 zugeordneten Drehantrieb, beispielsweise Schneckentrieben
8, 11, der am Umfang der Steuerscheiben angreift.
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Der Zahnkranz 8 als Schneckenrad steht im Zahneingriff mit der auf
der bei 19 gelagerten Welle 12 sich befindenden Schnecke 11. Durch Betätigung des
auf derselben Welle 12 angeordneten Schaltknopfes 16 kann jede Steuerscheibe 7 bezüglich
ihrer Nockenstellung verstellt werden.
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Für den Fall, daß alle Schaltfolgen aller vorhandenen Kontakteinrichtungen
in ihrem Intervall verschoben werden sollen, ist der frontal vorgesehene Kettentrieb
14 zu betätigen. Zu diesem Zweck weist jede Welle 12 ein Kettenrad 15 auf, durch
die die gemeinsame Verstellung erfolgen kann.
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Sind jedoch nur die Wellen 12 eines Teils einer Kontakteinrichtung
mit Zahnrädern 15 versehen, beispielsweise nur die Wellen 12 jeweils einer Steuerscheibe,
während die benachbarte Steuerscheibe nicht in das endlose Antriebsmittel angeschlossen
ist, dann kann eine Gruppenverstellung erfolgen. Werden beispielsweise alle Schaltfolgen
zusammen geändert, die einen Impuls zum öffnen der Schaltorgane geben, dann werden
die Schaltfolgen »schließen« durch Betätigen des Schaltknopfes 16 jeweils einzeln
nachgestellt.
Die Betätigung des Schaltknopfes bei vorhandenem endlosem
Antriebsmittel 14 erfordert eine Kupplung, die bei der Schaltvorrichtung nach der
Erfindung vorgesehen, jedoch nicht dargestellt ist.
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Die Stromzuführung zu den Kontaktgliedern erfolgt über eine mit der
Welle 1 gekuppelte kollektorartige Stromabnehmerwalze 13.
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Im normalen Betrieb werden beispielsweise die Steuerscheiben so eingestellt,
daß bei den in F i g. 3 dargestellten Steuerscheiben I, 1I, III die Nocken 6 in
den Stellungen A, B und C sind. Die mit der Welle 1 umlaufenden Kontaktglieder
werden hierdurch gegen diese Nocken stoßen und so in gewissen immer wiederkehrenden
Intervallen Schaltungen auslösen bzw. durchführen. Durch den Verstellantrieb kann
den Steuerscheiben 7 eine gegenläufige oder im gleichen Drehsinn mit der Welle 1
erfolgende Bewegung erteilt werden, so daß die Schaltzeiten vorlaufend oder verzögernd
erfolgen.
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Werden jedoch die einzelnen Steuerscheiben von der Verstellvorrichtung
getrennt, wobei es gleichgültig ist, ob diese Vorrichtung in Betrieb ist oder nicht,
so kann jede Steuerscheibe von sich aus zur Einregelung eines Wertes dadurch betätigt
werden, daß durch Drehen der Steuerscheibe die Stellung der Nocken verändert wird.
Die Kontakte werden dann in den Stellungen D, E und F der Nocken ausgelöst bzw.
die zu einer Regelung nötigen Impulse weitergegeben. Natürlich ist auch nur beispielsweise
der Wert E für sich allein einstellbar.
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Durch Veränderung der Drehzahl der Welle 1 kann die Aufeinanderfolge
der Schaltungen beschleunigt oder verzögert werden, obwohl die Verhältnisse der
Zeitdauer zueinander bei den einzelnen Perioden gleichbleiben.
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Durch die Vorrichtung nach der Erfindung ist eine den Unfallverhütungsvorschriften
entsprechende Verstellmaßnahme vorzunehmen, die sofort, feinstufig und vollkommen
betriebssicher durchzuführen ist. Außerdem kann der Stand der tatsächlichen vorhandenen
Betriebsverhältnisse sofort und ständig abgelesen werden, wobei eine automatische
Regelung mit den Vorteilen verbunden ist, nicht in eine laufende Maschine eingreifen
zu müssen.